KR20200134256A

KR20200134256A - 분할된 풀리 변속기를 위한 풀리 어셈블리 및 이에 대한 액추에이터 시스템

Info

Publication number: KR20200134256A
Application number: KR1020207029498A
Authority: KR
Inventors: 앤서니 웡; 사라 폰디가; 잭 실린저
Original assignee: 인모티브 인코포레이티드
Priority date: 2018-03-14
Filing date: 2018-11-20
Publication date: 2020-12-01
Also published as: JP2023123416A; MX2020009569A; RU2020133431A3; EP3765767B1; JP7279089B2; CA3209354A1; US20210003201A1; EP3765767A1; CA3093858C; EP3765767A4; US11808339B2; CA3093858A1; CN112189102A; EP4212759A1; JP2021518519A; WO2019173896A1; RU2020133431A

Abstract

무한 부재(118)를 맞물리게 하기 위한 풀리 어셈블리(120)는 제1 풀리(124), 제2 풀리(126), 및 제1 풀리(124)와 제2 풀리(126) 사이에서 무한 부재(118)를 전이시키기 위해 맞물린 영역과 분리된 영역 사이에서 독립적으로 이동 가능한 하나 이상의 전이 세그먼트(152, 162a, 162b)를 포함하는 적어도 하나의 전이 세그먼트 세트(128, 130) 포함한다. 액추에이터 시스템(122)은 지지 구조물(220), 지지 구조물(220)에 고정된 액추에이터 서브 어셈블리(222, 226) 및 고정자(224, 228)를 포함한다. 액추에이터 서브 어셈블리(222, 226)는 팔로워(250) 및 슬레드(248)를 포함하며, 이는 고정자(224, 228)에 의해 슬레드(248)에 생성된 기전력에 응답하여, 전진 위치와 후퇴 위치 사이에서 원주 방향으로 이동 가능하다. 팔로워는 슬레드(248)가 전진 위치와 후퇴 위치 사이를 이동할 때 연장 위치와 후퇴 위치 사이에서 축 방향으로 이동하도록 슬레드(248)의 캠 표면(262)과 맞물린다.

Description

분할된 풀리 변속기를 위한 풀리 어셈블리 및 이에 대한 액추에이터 시스템

관련 출원에 대한 상호 참조

이 출원은 2018년 3월 14일에 출원되었고 발명의 명칭이 <ELECTRICAL SYSTEM FEATURES, SPIRAL DRIVE CONFIGURATION, AND ADVANCED GEOMETRICS IN THE DESIGN OF PULLEY SEGMENTS AND SUPPORTING SURFACES IN A SYNCHRONIZED SEGMENT ALLY INTERCHANGING PULLEY TRANSMISSION SYSTEM>이며, 그 전체가 참조로서 포함된 미국 가출원 제62/642,979호에 대한 혜택을 주장한다.

기술분야

본 개시는 일반적으로 변속기(transmission)에 관한 것으로, 특히 분할된(segmented) 풀리 변속기를 위한 풀리 어셈블리 및 이를 위한 액추에이터 시스템에 관한 것이다.

변속기는 잘 알려져 있으며 회전하는 요소 간의 비율을 변경하는 데 사용할 수 있다. 변속기에 대한 잠재적인 응용 분야에는 자동차, 인력 차량, 해양 선박 및 펌프, 터빈, 믹서, 윈치, 원심 분리기 및 분쇄기와 같은 중장비가 포함된다.

클러치가 없는 다중 비율 변속기는 변속기가 부하를 받는 동안 회전 요소 간의 비율을 변경할 수 있다. 특정 기계적 문제는 광범위한 활용을 제한하는 클러치가 없는 다중 비율 변속기에 영향을 미칠 수 있다; 특히, 그러한 변속기 시스템이 실제 적용에서 효과적이고 효율적으로 고속 또는 상당한 부하 하에서 기능 할 수 있는 능력. 또한 래칫, 미끄러짐 및 장력 문제는 이러한 변속기의 신뢰성을 낮추고 효율성을 낮추며 마모를 증가시킴으로써 이러한 변속기의 상업적 실행 가능성을 제한할 수 있다. 따라서, 이러한 기계적 문제 중 적어도 일부를 줄이거나 완화하기 위해 SSIPTS(Synchroned Segmentally Interchanging Pulley Transmission System)가 개발되었다.

예를 들어, 미국 가출원 제8,753,236호(Wong 외)는 SSIPTS를 개시하는데, 여기서 풀리 어셈블리는 액슬에 장착된다. 풀리 어셈블리는 그 주변 표면에 제1 세트의 정합 특징부(mating feature)를 갖는 코어 풀리 및 풀리 어셈블리에 활주 가능하게 장착되고 코어 풀리와 동심 인 링에 배열된 다수의 풀리 세그먼트를 포함하는 풀리 세그먼트들의 세트를 포함한다. 풀리 세그먼트는 풀리 어셈블리 안팎으로 개별적으로 작동할 수 있다. 풀리 세그먼트는 제1 세트의 맞물림 특징부와 일치하는 주변 표면에 제2 세트의 맞물림 특징부를 가지고 있다. 무한(endless) 구동 부재는 맞물리는 위치에서 코어 풀리 및 풀리 세그먼트의 제1 및 제2 세트의 맞물림 특징부를 맞물리기 위해 내부 표면에 대응 맞물림 특징부를 갖는다. 무한 구동 부재와 코어 풀리 사이의 접촉은 접촉 영역을 정의한다. 액추에이터는 풀리 세그먼트가 접촉 영역 밖에 있을 때 맞물리는 위치와 맞물리지 않는 위치 사이에서 풀리 세그먼트를 작동시킨다.

미국 특허 제9,816,598호(Wong)는 무한 부재와 맞물리도록 설정된 풀리 세그먼트에서 첫 번째 또는 마지막 SSIPTS용 키 풀리 세그먼트를 개시한다. 무한 부재와 맞물리기 또는 분리하기 위한 첫 번째 또는 마지막 키 세그먼트 톱니는 각각 짧아 지거나 완전히 다듬어지고, 키 세그먼트에 인접한 풀리 세그먼트는 연장되어 톱니 프로파일의 일부가 키 세그먼트를 향해 연장된다. 짧아진 톱니와 길쭉한 인접 세그먼트를 함께 사용하면 많은 풀리 세그먼트를 키 세그먼트로 설 할 수 있다. 완전히 다듬어진 톱니는 키 세그먼트의 무한 부재를 위한 지지 표면을 생성하도록 설계될 수 있다. 길쭉한 인접 세그먼트는 키 세그먼트의 지지 표면과 슬라이딩 가능하게 결합하여 그로부터 방사상 지지를 받는 연장 부분을 가질 수 있다. 서로 다른 풀리 세그먼트들의 세트의 여러 풀리 세그먼트를 연결하거나 구성하여 통합 스택에서 함께 이동할 수 있다. 통합 스택은 캠(cam) 또는 롤러 캠 시스템을 통해 이동할 수 있다. 섀시에 장착된 캠은 접촉 영역 외부의 롤러와 맞물리고 롤러 암을 통해 통합 스택의 개별 세그먼트가 맞물림 안팎으로 이동한다. 롤러는 어레이에 고정 가능한 전자석에 의해 캠과 맞물림 안팎으로 작동될 수 있다.

알려진 분할된 풀리 변속기의 기여는 칭찬할 만하지만 일반적으로 개선 및 대안이 필요하다. 따라서, 분할된 풀리 변속기를 위한 새로운 풀리 어셈블리와 이를 위한 새로운 액추에이터 시스템을 제공하는 것이 목적이다.

이 요약은 실시예의 상세한 설명에서 아래에 추가로 설명되는 단순화된 형태로 개념의 선택을 소개하기 위해 제공된다는 것을 이해해야 한다. 이 요약은 청구된 주제의 범위를 제한하는 데 사용되지 않는다.

따라서, 일 양태에서 분할된 풀리 변속기의 무한 부재와 맞물리기 위한 풀리 어셈블리가 제공되며, 풀리 어셈블리는: 회전축을 중심으로 회전 가능하고 무한 부재와 맞물리기 위한 외주 표면을 갖는 제1 풀리; 제1 풀리를 동심으로 둘러싸도록 구성되고 무한 부재와 맞물리기 위한 외주 표면을 갖는 제2 풀리 - 제2 풀리는 맞물린 영역과 분리된 영역 사이에서 독립적으로 이동 가능한 제2 풀리 세그먼트들의 세트를 포함함 -; 및 제1 풀리와 제2 풀리 사이에서 무한 부재를 전이시키기(transition) 위해 맞물린 영역과 분리된 영역 사이에서 독립적으로 이동 가능한 하나 이상의 전이 세그먼트를 포함하는 적어도 하나의 전이 세그먼트 세트 - 적어도 하나의 전이 세그먼트 세트는 제1 풀리와 제2 풀리 사이에서 무한 부재를 맞물리게 하고 전이하기 위한 적어도 하나의 전이 표면을 정의함 -;를 포함한다.

하나 이상의 실시예에서, 적어도 하나의 전이 세그먼트 세트는 그와 맞물린 영역에 위치할 때 제1 풀리와 제2 풀리 사이에 개재될 수 있다.

하나 이상의 실시예에서, 적어도 하나의 전이 세그먼트 세트는 무한 부재를 제1 풀리에서 제2 풀리로 전이하도록 구성된 제1 전이 세그먼트 세트를 포함할 수 있고, 적어도 하나의 전이 표면은 제1 전이 세그먼트 세트에 의해 정의된 제1 전이 표면을 포함할 수 있다. 제1 전이 표면은 일반적으로 제1 풀리의 제1 인접 부분과 정렬되는 선단부를 가질 수 있다. 제1 전이 표면은 일반적으로 제2 풀리의 제1 인접 부분과 정렬되는 후미부를 가질 수 있다. 제1 전이 세그먼트 세트는 단일의 제1 전이 세그먼트만을 포함할 수 있다.

하나 이상의 실시예에서, 적어도 하나의 전이 세그먼트 세트는 무한 부재를 제2 풀리에서 제1 풀리로 전이하도록 구성된 제2 전이 세그먼트 세트를 포함할 수 있고, 적어도 하나의 전이 표면은 제2 전이 세그먼트 세트에 의해 정의된 제2 전이 표면을 포함할 수 있다. 제2 전이 표면은 일반적으로 제2 풀리의 제2 인접 부분과 정렬되는 선단부를 가질 수 있다. 제2 전이 표면은 제1 풀리의 제2 인접 부분과 일반적으로 정렬되는 후미부를 가질 수 있다. 제2 전이 세그먼트 세트는 복수의 제2 전이 세그먼트를 포함할 수 있다.

하나 이상의 실시예에서, 전이 표면들 중 적어도 하나는 회전축을 중심으로 하는 부분적인 회전에 걸쳐 제1 풀리에 인접한 곳으로부터 제2 풀리에 인접한 곳으로 연장될 수 있다. 전이 표면 중 적어도 하나는 회전축을 중심으로 부드러운 일반적으로 나선형인 경로를 따를 수 있다.

하나 이상의 실시예에서, 풀리 어셈블리는 제2 풀리 세그먼트들의 세트 및 적어도 하나의 전이 세그먼트 세트에 결합된 액추에이터 시스템을 더 포함할 수 있으며, 여기서 액추에이터 시스템은 맞물린 영역과 분리된 영역 사이에서 제2 풀리 세그먼트들의 세트 및 적어도 하나의 전이 세그먼트를 독립적으로 이동시키도록 구성된다. 액추에이터 시스템은 기전력을 사용하여 맞물린 영역과 분리된 영역 사이에서 적어도 하나의 전이 세그먼트 세트 및 제2 풀리 세그먼트들의 세트를 독립적으로 이동시키도록 구성될 수 있다.

다른 양태에 따르면, 회전 동작 중에 풀리 어셈블리 위로 무한 부재를 시프팅하는 방법이 제공되며, 방법은: 풀리 어셈블리의 원점 풀리(origin pulley)와 무한 부재를 맞물리게 하는 단계; 맞물린 영역에 풀리 어셈블리의 전이 세그먼트 세트를 위치시키는 단계 - 전이 세그먼트 세트는 풀리 어셈블리의 원점 풀리와 풀리 어셈블리의 목적지 풀리(destination pulley) 사이에서 연장됨 -; 풀리 어셈블리를 회전시켜 무한 부재를 전이 세그먼트 세트와 맞물리게 하는 단계; 회전축을 중심으로 하는 풀리 어셈블리의 부분적인 회전에 걸쳐서, 원점 풀리에 인접한 곳으로부터 목적지 풀리에 인접한 곳으로 무한 부재를 전이시키는 단계; 맞물린 영역에 목적지 풀리를 위치시키는 단계; 풀리 어셈블리를 회전시켜 무한 부재를 목적지 풀리와 맞물리게 하는 단계; 원점 풀리에서 무한 부재를 분리하는 단계; 및 무한 부재를 전이 세그먼트 세트에서 분리하는 단계;를 포함한다.

하나 이상의 실시예에서, 무한 부재를 전이하는 단계는 회전축을 중심으로 하는 풀리 어셈블리의 부분적인 회전에 대해서만 발생할 수 있다. 전이 세그먼트 세트는 원점 풀리에 인접한 곳으로부터 목적지 풀리에 인접한 곳으로 무한 부재를 전이하는 단계 동안 무한 부재에 대한 지지를 제공할 수 있다. 목적지 풀리는 원주 방향으로 원점 풀리를 둘러싸는 복수의 세그먼트를 포함할 수 있고, 맞물린 영역에 목적지 풀리를 위치시키는 것은 풀리 어셈블리의 비접촉 구역에 위치하는 동안 맞물린 영역으로 각각의 세그먼트를 순차적으로 이동시키는 것을 포함할 수 있다. 이 방법은 전이 세그먼트 세트에서 무한 부재를 분리한 후 맞물린 영역에서 전이 세그먼트 세트를 이동시키고 후속 시프트 이벤트(shift event)에 대비하여 다른 전이 세그먼트 세트를 맞물린 영역으로 이동시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

하나 이상의 실시예에서, 원점 풀리는 목적지 풀리를 원주 방향으로 둘러싸는 복수의 세그먼트를 포함할 수 있고, 무한 부재를 전이 세그먼트 세트와 결합시키기 위해 풀리 어셈블리를 회전시키는 단계는 풀리 어셈블리의 비접촉 구역에 위치하는 동안 맞물린 영역으로부터 각각의 세그먼트를 순차적으로 이동시키는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 풀리 어셈블리의 부분적인 회전 후 그리고 그것의 완전한 회전 전에 맞물린 영역으로부터 전이 세그먼트 세트를 이동시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

다른 양태에 따르면, 작업 시스템의 개별 회전 요소들을 이동시키기 위한 액추에이터 시스템이 제공되며, 액추에어터 시스템은: 회전축을 중심으로 작업 시스템에 회전 가능하게 고정 가능한 지지 구조물; 지지 구조물에 고정된 액추에이터 서브 어셈블리 - 서브 어셈블리는: 일시적인 자기장에 의해 슬레드(sled)에 생성된 기전력에 응답하여 전진 위치와 후퇴 위치 사이에서 회전축을 중심으로 대체로 원주 방향으로 지지 구조물에 대해 이동 가능한 슬레드(sled) - 슬레드는 캠 표면을 정의함 -; 및 슬레드가 전진 위치와 후퇴 위치 사이를 이동할 때 연장 위치와 후퇴 위치 사이에서 일반적으로 축 방향으로 이동하도록 캠 표면과 맞물릴 수 있는 팔로워(follower) - 팔로워는 작업 시스템의 개별 회전 요소 중 하나 이상에 고정 가능함 -;을 포함함 -; 및 액추에이터 서브 어셈블리와 접하는 위치에서 작업 시스템에 고정 할 수 있는 고정자 - 고정자는 전진 위치와 후퇴 위치 사이에서 슬레드를 이동시키기 위해 일시적인 자기장을 생성하도록 선택적으로 에너지를 공급받을 수 있음emnergize) -;를 포함한다.

하나 이상의 실시예에서, 액추에이터 서브 어셈블리는 일시적인 자기장에 의해 슬레드에 생성된 기전력을 증가시키기 위해 슬레드에 근접하게 위치된 백킹 플레이트를 더 포함할 수 있다. 백킹 플레이트는 지지 구조물에 고정될 수 있고 대체로 원주 방향으로 연장될 수 있다. 백킹 플레이트는 슬레드를 통과할 수 있다.

하나 이상의 실시예에서, 지지 구조물는 한 쌍의 가이드를 포함할 수 있고, 슬레드가 전진 위치와 후퇴 위치 사이에서 이동함에 따라 슬레드를 대체로 원주 방향으로 안내하기 위해 슬레드가 그 사이에 슬라이딩 가능하게 고정될 수 있다. 슬레드는 슬레드 섀시와 슬레드 섀시에 고정된 반응 플레이트를 포함할 수 있으며, 반응 플레이트는 전기 전도성이면서도 자기적으로 불활성인 재료로 형성되어 슬레드에 발생하는 기전력을 증가시킬 수 있다. 지지 구조물는 전진 및 후퇴 위치에서 대체로 원주 방향으로 슬레드의 이동을 저지하기 위한 적어도 하나의 정지부를 포함할 수 있다. 슬레드는 전진 및 후퇴 위치에서 대체로 원주 방향으로 슬레드의 이동을 저지하기 위해 정지부에 충돌하기 위한 적어도 하나의 범퍼를 포함할 수 있다.

하나 이상의 실시예에서, 고정자는 고정자 본체 및 일시적인 자기장을 생성하도록 선택적으로 에너지를 공급받을 수 있는 적어도 하나의 권선을 포함할 수 있다. 팔로워는 슬레드가 전진 위치와 후퇴 위치 사이를 이동할 때 팔로워를 연장 위치와 후퇴 위치 사이에서 이동시키기 위해 캠 표면과 맞물릴 수 있는 돌출부를 포함할 수 있다.

하나 이상의 실시예에서, 작업 시스템의 개별 회전 요소는 단락 [0008] 내지 [0012] 중 어느 하나에 설명된 바와 같이 제2 풀리 세그먼트들의 세트 및 풀리 어셈블리의 적어도 하나의 전이 세그먼트 세트의 세그먼트이다.

다른 양태에 따르면, 작업 시스템의 개별 회전 요소를 이동시키는 방법이 제공되며, 방법은: 고정자에 에너지를 공급하여 일시적인 자기장을 생성하는 단계; 일시적인 자기장에 의해 유도되는 기전력을 이용하여 후퇴 위치와 전진 위치 사이에서 슬레드를 이동시키는 단계; 팔로워를 슬레드의 캠 표면과 맞물려 팔로워를 연장 위치와 후퇴 위치 사이에서 이동시키는 단계; 및 작동 시스템의 개별 회전 요소에 팔로워를 고정하여 개별 요소를 팔로워와 함께 이동하는 단계;를 포함한다.

하나 이상의 실시예에서, 고정자는 작업 시스템에 고정 수 있으며, 슬레드와 팔로워는 작업 시스템 내에서 회전 가능하게 고정 될 수 있고, 고정자에 에너지를 공급하는 것은 슬레드가 고정자에 근접하여 회전할 때 고정자에 선택적으로 에너지를 공급하는 것을 포함할 수 있다. 슬레드는 후퇴 위치와 전진 위치 사이에서 대체로 원주 방향으로 이동할 수 있고, 팔로워는 연장 위치와 후퇴 위치 사이에서 축 방향으로 이동할 수 있다. 방법은 슬레드에 인접한 백킹 플레이트를 사용하여 기전력을 증가시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

또 다른 측면에 따르면, 분할된 풀리 변속기가 제공되며, 이는: 케이싱; 케이싱 내에 고정된 제1 회전 가능한 부재; 제1 회전 가능한 부재에 결합되는 단락에 설명된 풀리 어셈블리; 풀리 어셈블리에 연결되고 풀리 어셈블리의 적어도 하나의 세그먼트를 이동 시키도록 구성된 단락 [0016] 내지 [0020]에 설명된 액추에이터 시스템; 케이싱 내에 고정되고 제1 회전 가능한 부재로부터 이격된 제2 회전 가능한 부재; 및 제1 및 제2 회전 가능한 부재를 결합하고 그 사이로 연장되는 무한 부재;를 포함한다.

하나 이상의 실시예에서, 하우징은 일반적으로 폐쇄 케이싱 또는 일반적으로 개방된 지지 구조물를 포함할 수 있다.

이제 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 보다 완전하게 설명될 것이며, 여기서:
도 1은 분할된 풀리 변속기의 횡단면도이다;
도 2는 도 1의 분할된 풀리 변속기 및 이를 위한 액추에이터 시스템의 풀리 어셈블리의 정면, 우측면도이다;
도 3은 도 2의 풀리 어셈블리의 정면 우측면도이다;
도 4는 도 2의 풀리 어셈블리의 정면도이다;
도 5는 도 2의 풀리 어셈블리 및 액추에이터 시스템의 전면 우측면도로서, 제1 풀리와 맞물린 무한 부재를 도시한다;
도 6a 내지 6g는 무한 부재를 제1 풀리에서 제2 풀리로 전이하는 순서를 도시하는 도 2의 풀리 어셈블리 및 액추에이터 시스템의 정면, 우측면도이다;
도 7은 도 2의 풀리 어셈블리 및 액추에이터 시스템의 전면 우측면도로서, 제2 풀리와 맞물린 무한 부재를 도시한다;
도 8a 내지 8i는 무한 부재를 제2 풀리에서 제1 풀리로 전이하는 순서를 도시하는 도 2의 풀리 어셈블리 및 액추에이터 시스템의 정면, 우측면도이다;
도 9는 도 2의 풀리 어셈블리 및 액추에이터 시스템의 반전된 후면 우측면도이다;
도 10은 도 2의 풀리 어셈블리 및 액추에이터 시스템의 뒤집힌 후면 우측면도이며, 가시성을 위해 한 쌍의 백킹 플레이트가 숨겨져 있다; 그리고
도 11a 내지 1lc는 도르래 어셈블리의 세그먼트를 후퇴시키는 순서를 보여주는 도 2의 풀리 어셈블리 및 액추에이터 시스템의 횡단면도이며, 가시성을 위해 차단 요소가 숨겨져 있다.

전술한 요약 및 특정 실시예에 대한 다음의 상세한 설명은 첨부된 도면과 함께 읽을 때 더 잘 이해될 것이다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수로 인용되고 "a" 또는 "an"이라는 단어가 앞에 오는 요소 또는 특징은 복수의 요소 또는 특징을 반드시 제외하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, "일 예" 또는 "일 실시예"에 대한 언급은 하나의 예 또는 일 실시예의 언급된 요소 또는 특징을 통합하는 추가 예 또는 실시예의 존재를 배제하는 것으로 해석되도록 의도되지 않는다.

더욱이, 반대로 명시 적으로 언급되지 않는 한, 특정 속성을 갖는 요소 또는 특징 또는 복수의 요소 또는 특징을 "포함하는(comprising)", "갖는(having)" 또는 "포함하는(including)" 예 또는 실시예는 그 특정 속성을 갖지 않는 추가 요소 또는 특징을 더 포함할 수 있다. 또한, "포함한다", "갖다" 및 "포함한다"라는 용어는 "포함하지만 이에 제한되지 않는"을 의미하고, "포함하는", "갖는" 및 "포함하는"이라는 용어는 동등한 의미를 갖는 것으로 이해될 것이다.

본 명세서에서 사용되는 용어 "및/또는"은 하나 이상의 연관된 나열된 요소 또는 특징의 임의의 및 모든 조합을 포함할 수 있다.

요소 또는 기능이 다른 요소 또는 기능에 "켜짐", "연결됨", "연결됨", "연결됨", "접촉" 등으로 언급될 때, 그 요소 또는 특징부는 다른 요소 또는 특징부에 직접, 부착, 연결, 결합 또는 접촉할 수 있거나 중간 요소가 존재할 수도 있음이 이해될 것이다. 대조적으로, 요소 또는 특징이, 예를 들어, "직접 부착된", "직접적으로 부착된", "직접적으로 연결된", "직접적으로 결합된" 또는 "직접적으로 접촉하는" 것으로 언급될 때에는, 개입하는 요소나 특징부가 없다.

"아래(under)", "아래(below)", "하부(lower)", "위(over)", "위(above)", "상부(upper)", "앞(front)", "뒤(back)" 등과 같은 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시된 바와 같이 요소 또는 특징과 다른 요소 또는 특징의 관계를 쉽게 설명하기 위해 본 명세서에서 사용될 수 있음이 이해될 것이다. 그러나, 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 묘사된 방향에 추가하여 사용 또는 동작 시 다른 방향을 포함할 수 있다.

본 명세서에서 "예"에 대한 언급은 예와 관련하여 설명된 하나 이상의 특징, 구조, 요소, 구성 요소, 특성 및/또는 작동 단계가 본 개시에 따른 주제의 적어도 하나의 실시예 및/또는 구현에 포함된다는 것을 의미한다. 따라서, 본 명세서 전반에 걸쳐 "예", "다른 예" 및 유사한 언어라는 문구는 동일한 예를 지칭할 수 있지만 반드시 그런 것은 아니다. 또한, 어느 하나의 예를 특징짓는 주제는 다른 예를 특징짓는 주제를 포함할 수 있지만 반드시 그런 것은 아니다.

본 명세서에서 "구성된"에 대한 언급은 요소 또는 특징을 "구성된" 문구 앞에 있는 요소 또는 특징의 물리적 특징에 근본적으로 연결하는 구성의 실제 상태를 나타낸다.

달리 표시되지 않는 한, 용어 "제1", "제2" 등은 여기에서 단순히 레이블로 사용되며 이러한 용어가 참조하는 항목에 대해 서수, 위치 또는 계층적 요구 사항을 부과하려는 의도가 아니다. 더욱이, "제2" 항목에 대한 언급은 낮은 번호의 항목(예를 들어, "제1" 항목) 및/또는 높은 번호의 항목(예를 들어, "제3" 항목)의 존재를 요구하거나 배제하지 않는다.

본원에 사용된 용어 "대략" 및 "약"은 여전히 원하는 기능을 수행하거나 원하는 결과를 달성하는 명시된 양에 가까운 양을 나타낸다.

예를 들어, "대략" 및 "약"이라는 용어는 본 기술분야의 통상의 기술자가 쉽게 이해할 수 있는 엔지니어링 공차 내에 있는 양을 지칭할 수 있다.

이제 도 1로 돌아 가면, 분할된 풀리 변속기가 표시되고 일반적으로 참조 문자 110으로 식별된다. 이 예에서 분할된 풀리 변속기(110)는 동기화된 분할 교환 풀리 변속기 시스템(synchronized segmentally interchanging pulley transmission system, SSIPTS)이다. 분할된 풀리 변속기(110)는 하우징(112), 고정 풀리(114), 아이들러 풀리(116), 무한 부재(118), 풀리 어셈블리(120) 및 액추에이터 시스템(122)을 포함한다. 분할된 풀리 변속기(110)는 구동 차축 및 구동 차축을 더 포함하거나 이에 결합될 수 있다. 도 1에서 무한 부재(118)는 그 일부에 걸쳐 정합 특징부를 갖는 개략적 인 표현으로 도시되었지만, 무한 부재(118)는 그 내부 표면 전체에 걸쳐 정합 특징부를 포함한다. 다른 실시예에서, 분할된 풀리 변속기(110)는 톱니 또는 구멍과 같은 다양한 유형의 정합 특징부와 함께 체인 또는 벨트와 같은 다양한 유형의 무한 부재를 포함할 수 있음을 이해할 것이다.

하우징(112)은 고정 풀리(114), 아이들러 풀리(116), 무한 부재(118), 풀리 어셈블리(120) 및 액추에이터(122)를 적어도 부분적으로 둘러싼다. 이 실시예에서, 하우징(112)은 일반적으로 폐쇄된 케이싱이다. 다른 실시예에서, 하우징(112)은 지지 프레임과 같은 일반적으로 개방된 지지 구조물일 수 있다. 고정 풀리(114)는 하우징(112) 내부에 회전 가능하게 고정되고, 피동축 또는 구동축에 고정적으로 고정되도록 구성된다. 풀리 어셈블리(120)는 하우징(112) 내부에 회전 가능하게 고정되며, 피동축과 구동축 중 다른 쪽에 고정적으로 고정되도록 구성된다. 따라서, 풀리 어셈블리(120)는 이러한 풀리 변속기(110)에서 피동 풀리 또는 구동 풀리로 작용할 수 있다. 다른 실시예에서, 분할된 풀리 변속기(110)의 구동 풀리 및 구동 풀리는 둘 다 각각의 액추에이터 시스템(122)에 연결된 풀리 어셈블리(120)를 포함하여 분할된 풀리 변속기(110)에 대한 추가 비율을 제공할 수 있다. 무한 부재(118)는 고정 풀리(114) 및 풀리 어셈블리(120)와 맞물리고 고정 풀리(114)와 풀리 어셈블리(120)를 회전 결합시킨다. 무한 부재(118)는 무한 부재(118)에서 느슨해지도록 구성된 아이들러 풀리(idler pulley, 116)(예를 들어, 도 1에서와 같이 아이들러 풀리(116)의 뒷면)와 맞물린다. 무한 부재(118)는 아이들러 풀리(116)를 고정 풀리(114) 및 풀리 어셈블리(120)에 회전식으로 결합시킨다. 액추에이터 시스템(122)은 하우징(112) 내에 고정되고 풀리 어셈블리(120)에 결합된다.

도 2는 분리된 분할된 풀리 변속기(110)의 풀리 어셈블리(120) 및 액추에이터 시스템(122)을 도시한다. 풀리 어셈블리(120)는 액추에이터(122)의 회전 가능한 부분에 연결되고, 액추에이터(122)는 설명되는 바와 같이, 회전 동작 동안 세그먼트가 무한 부재(118)와 맞물릴 영역 내외로 풀리 어셈블리(120)의 세그먼트를 이동시키도록 구성된다.

도 3 및 4는 풀리 어셈블리(120)를 도시한다. 풀리 어셈블리(120)는 화살표 A-A로 표시된 방향으로 풀리 어셈블리(120)의 회전 동작 동안 분할된 풀리 변속기(110)의 무한 부재(118)와 맞물리도록 구성된다. 풀리 어셈블리(120)는 제1 풀리(124), 제2 풀리(126), 제1 전이 세그먼트 세트(128) 및 제2 전이 세그먼트 세트(130)를 포함한다. 제1 풀리(124) 및 제2 풀리(126)는 무한 부재(118)와 함께 연속적인 회전 동작을 위해 구성된다(즉, 풀리 어셈블리(120)가 완전히 회전하는 동안, 제1 풀리(124) 또는 제2 풀리(126)는 연속적으로 무한 부재(118)와 맞물릴 것이다). 대조적으로, 제1 전이 세그먼트 세트(128) 및 제2 전이 세그먼트 세트(130)는 무한 부재(118)와의 임시 회전 동작을 위해 구성된다(즉, 풀리 어셈블리(120)가 완전히 회전하는 동안, 제1 전이 세그먼트 세트(128) 및 제2 전이 세그먼트 세트(130)는 연속적으로 무한 부재(128)와 맞물리지 않을 것이다). 제1 풀리(124)와 제2 풀리(126)는 풀리 어셈블리(120)의이 실시예에서 그 사이에 위치하는 풀리가 없기 때문에 바로 이웃으로 정의된다. 즉, 제1 전이 세그먼트 세트(128)와 제2 전이 세그먼트 세트(130)만이 제1 풀리(124)와 제2 풀리(126) 사이에 인터페이싱하고, 제1 전이 세그먼트 세트(128) 및 제2 전이 세그먼트 세트(130)는 연속 동작을 위해 구성되지 않으므로 풀리가 아니다. 이 실시예에서 제1 풀리(124)는 풀리 어셈블리(120)의 코어 풀리, 즉 풀리 어셈블리(120)의 가장 중심 또는 최소 직경의 풀리이다. 다른 실시예에서, 제1 풀리(124)는 풀리 어셈블리(120)의 다른 풀리 사이에 위치하는 중간 풀리와 같은 풀리 어셈블리(120)의 다른 풀리일 수 있다.

제1 풀리(124)는 풀리 어셈블리(120)의 회전축(132)에 대해 회전 가능하고 그와 동심이며 분할된 풀리 변속기(110)의 무한 부재(118)와 맞물리도록 구성된다. 제1 풀리(124)는 무한 부재(118)와 결합하기 위한 외주 표면(134)을 포함한다. 외주 표면(134)은 일반적으로 원형이고 복수의 정합 특징부(136), 예를 들어, 무한 부재(118)상의 대응하는 정합 특징부를 결합하기 위한 톱니를 포함할 수 있다. 제1 풀리(124)는 예를 들어 제1 풀리(124)를 액추에이터 시스템(122)에 압입함으로써 액추에이터 시스템(122)에 장착되도록 구성된 내주면(138)을 더 포함한다. 내주면(138)은 일반적으로 원형이고 복수의 내부 정합 특징부(140), 예를 들어 키, 액추에이터 시스템(122)상의 대응하는 정합 특징부에 맞물리기 위한 키(key)를 포함할 수 있다. 제1 풀리(124)의 내주면(138)은 액추에이터 시스템(122)에 장착되도록 구성되지만, 다른 실시예에서, 내주면(138)은 분할된 풀리 변속기(110)의 축과 같은 분할된 풀리 변속기(110)의 회전 가능한 요소에 직접 장착되도록 구성될 수 있음이 이해될 것이다.

제2 풀리(126)는 회전축(132) 주위로 회전 가능하고 그와 동심이며 분할된 풀리 변속기(110)의 무한 부재(118)와 맞물리도록 구성된다. 제2 풀리(126)는 무한 부재(118)와 맞물리기 위한 외주 표면(142)을 포함한다. 외주 표면(142)은 일반적으로 원형이고 복수의 정합 특징부(144), 예를 들어, 무한 부재(118) 상의 대응하는 정합 특징부를 맞물리기 위한 톱니를 포함할 수 있다. 제2 풀리(126)는 복수의 제2 풀리 세그먼트(l46a 내지 l46e)를 포함한다. 제2 풀리 세그먼트(l46a 내지 l46e) 각각은 외주 표면(142)의 일부를 정의하고 복수의 정합 특징부(144)의 서브 세트를 포함한다. 제2 풀리 세그먼트(l46a 내지 l46e) 각각은 액추에이터(122)에 결합되도록 구성되고 맞물린 영역과 분리된 영역 사이에서 독립적으로 이동 가능하다.

본 개시의 맥락에서, "맞물린 영역"은 풀리 어셈블리(120)의 요소들이 풀리 어셈블리(120)의 다른 요소들에 의해 보호되지 않거나 방해받지 않을 때, 풀리 어셈블리(120)의 회전 동작 동안에, 풀리 어셈블리(120)의 요소들이 무한 부재(118)와 맞물릴 영역이다. 대조적으로, "분리된 영역"은 풀리 어셈블리(120)의 다른 요소들의 노출 또는 위치에 관계없이 풀리 어셈블리(120)의 회전 동작 동안 풀리 어셈블리(120)의 요소들이 무한 부재(118)와 맞물리지 않을 영역이다. 따라서, 본 실시예에서, 제1 풀리(124)는 제1 풀리(124)가 축 방향으로 움직일 수 없고 풀리 어셈블리(120)의 회전 동작 동안 다른 요소에 의해 방해받지 않는다면 항상 무한 부재(118)와 맞물리기 때문에 맞물린 영역 내에 영구적으로 위치된다는 것이 이해될 것이다. 다른 실시예에서, 제1 풀리(124)는 맞물린 영역과 분리된 영역 사이에서 이동 가능할 수 있다.

따라서, 각각의 제2 풀리 세그먼트(l46a 내지 l46e)는 맞물린 영역 내에서 각각의 맞물린 위치로 이동 가능하며, 세그먼트는 무한 부재(118)와 일렬로(in-line) 있다. 유사하게, 각각의 제2 풀리 세그먼트(l46a 내지 l46e)는 분리된 영역 내에서 각각의 분리된 위치로 이동 가능하며, 여기서 세그먼트는 무한 부재(118)와 라인을 벗어났고(out-of-line) 풀리 어셈블리(120)의 회전 동작 동안 무한 부재(118)를 피할 것이다. 각각의 제2 풀리 세그먼트(l46a 내지 146)는 각각의 맞물린 위치와 분리된 위치 사이에서 독립적으로 이동 가능하다.

제1 전이 세그먼트 세트(128)는 풀리 어셈블리(120)의 회전 동작 동안 무한 부재(118)가 제1 풀리(124)와 맞물리는 것에서 제2 풀리(126)와 맞물리는 것으로 전이하도록 구성된다. 이 전이 동안, 제1 전이 세그먼트 세트(128)는 무한 부재(118)와 맞물리고 적어도 부분적으로 지지한다. 제1 전이 세그먼트 세트(128)는 회전축(132)을 중심으로 하는 부분적인 회전만 원주 방향으로 연장한다. 따라서, 제1 전이 세그먼트 세트(128)는 제1 풀리(124) 주위의 전체 원주를 연장한다. 제1 전이 세그먼트 세트(128)는 제1 풀리(124)와 제2 풀리(126) 사이에 있고, 분할된 풀리 변속기(110)의 무한 부재(118)를 결합하고 제1 풀리(124)로부터 제2 풀리(126)로 무한 부재(118)를 전이시키기 위한 제1 전이 표면(148)을 포함한다. 제1 전이 표면(148)은 예를 복수의 정합 특징부(150), 예를 들어 무한 부재(118)상의 대응하는 정합 특징부를 결합하기 위한 톱니를 포함할 수 있다. 제1 전이 세그먼트 세트(128)는 단일의 제1 전이 세그먼트(152)를 포함한다. 제1 전이 세그먼트(152)는 제1 전이 표면(148)을 정의한다. 제1 전이 세그먼트(152)는 맞물린 영역과 분리된 영역 사이에서 독립적으로 이동 가능하며, 제1 풀리(124)와 제2 풀리(126)와 맞물린 영역에 위치할 때 그 사이에 개재된다. 따라서, 제1 전이 세그먼트(152)는 맞물린 영역 내에서 맞물린 위치를 가지며, 여기서 제1 전이 세그먼트(152)는 무한 부재(118)와 일렬로 있다. 유사하게, 제1 전이 세그먼트(152)는 분리된 영역 내에서 각각의 분리된 위치로 이동 가능하며, 여기서 세그먼트는 무한 부재(118)와 라인을 벗어났고 풀리 어셈블리(120)의 회전 동작 동안 무한 부재(118)를 피할 것이다. 제1 전이 세그먼트(152)는 각각의 맞물린 위치와 분리된 위치 사이에서 독립적으로 이동 가능하다.

제1 전이 표면(148)은 회전축(132)을 중심으로 부드럽고 일반적으로 나선형 경로를 따른다. 본 실시예에서, 제1 전이 표면(148)의 경로는 제1 전이 표면(148)의 원주 길이에 걸쳐 지속적으로 증가하는 반경을 따른다. 제1 전이 표면(148)은 회전축(132)을 중심으로 한 부분 회전에 걸쳐서 제1 풀리(124)에 인접한 곳으로부터 제2 풀리(126)에 인접한 곳까지 연장되고, 제1 풀리(124)에서 제2 풀리(126)로의 무한 부재(118)의 전이를 연장하도록 구성된다. 이해할 수 있는 바와 같이, 이러한 전이를 연장하는 것은 전이 중에 생성되는 간헐적인 힘을 감소시킬 수 있고 풀리(124, 126) 사이에서 무한 부재(118)의 더 부드러운 전이를 초래할 수 있다. 제1 전이 표면(148)은 선단부(154) 및 후미부(156)를 포함한다. 선단부(154)는 무한 부재(118)를 제1 풀리(124)에서 제2 풀리(126)로 전이할 때 처음에 무한 부재(118)와 맞물리도록 구성되고, 후미부(156)는 무한 부재(118)를 제1 풀리(124)에서 제2 풀리(126)로 전이할 때 무한 부재(118)와 마지막으로 맞물리도록 구성된다. 따라서, 제1 전이 표면(148)의 선단부(154)은 일반적으로 제1 풀리(124)의 외주 표면(134)의 회전 선행 부분과 같은 제1 풀리(124)의 외주 표면(134)의 인접 부분과 정렬된다. 반면에, 제1 전이 표면(148)의 후미부(156)는 일반적으로 제2 풀리(126)의 외주 표면(142)의 인접한 부분, 예를 들어, 회전 추종하는 제2 풀리 세그먼트(l46a)에 의해 정의된 외주 표면(142)의 부분과 정렬된다. 이해될 바와 같이, 제1 풀리(124)로부터 제2 풀리(126) 로의 무한 부재(118)의 전이 동안에, 분할된 풀리 변속기(110)의 무한 부재(118)와 맞물리는 제2 풀리(126)의 회전 후의 제2 풀리 세그먼트(l46a)가 있다.

본 개시의 맥락에서, "부드러운(smooth)" 경로는 무한 부재(118)가 지정된 양 이상으로 구부러지게 하지 않는 경로라는 것을 이해할 것이다. 지정된 양은 무한 부재가 예를 들어 체인인 경우 무한 부재의 링크 사이의 최대 허용 굴곡 각도일 수 있거나, 무한 부재가 예를 들어 벨트 인 경우 최소 허용 굴곡 반경일 수 있다. 유사하게, 본 개시의 맥락에서, 표면 또는 그 일부는 배열될 때 다른 것과 "일반적으로 정렬"되어, 무한 부재(118)가 그들 사이에 맞물릴 때 무한 부재(118)가 지정된 양을 초과하여 휘지 않게 하는 전이를 형성한다는 것이 이해될 것이다.

제2 전이 세그먼트 세트(130)는 풀리 어셈블리(120)의 회전 동작 동안 무한 부재(118)가 제1 풀리(124)와 맞물리는 것에서 제2 풀리(126)와 맞물리는 것으로 전이하도록 구성된다. 이 전이 동안, 제2 전이 세그먼트 세트(130)는 무한 부재(118)와 맞물리고 적어도 부분적으로 지지한다. 제2 전이 세그먼트 세트(130)는 회전축(132)을 중심으로 하는 부분적인 회전만 원주 방향으로 연장한다. 따라서, 제2 전이 세그먼트 세트(130)는 제1 풀리(124) 주위의 전체 원주를 연장한다. 제2 전이 세그먼트 세트(130)는 제1 풀리(124)와 제2 풀리(126) 사이에 있고, 분할된 풀리 변속기(110)의 무한 부재(118)를 맞물리게 하고 제2 풀리(126)로부터 제1 풀리(124)로 무한 부재(118)를 전이시키기 위한 제2 전이 표면(158)을 포함한다. 제2 전이 표면(158)은 복수의 정합 특징부(160), 예를 들어 무한 부재(118)상의 대응하는 정합 특징부를 결합하기 위한 톱니를 포함할 수 있다. 제2 전이 세그먼트 세트(130)는 한 쌍의 제2 전이 세그먼트(l62a, l62b)를 포함한다. 제2 전이 세그먼트(l62a, l62b) 각각은 제2 전이 표면(158)의 일부를 정의한다. 각각의 제2 전이 세그먼트(l62a, l62b)는 맞물린 영역과 분리된 영역 사이에서 독립적으로 이동 가능하다. 제2 전이 세그먼트(l62a, l62b)는 제1 풀리(124)와 제2 풀리(126)와 맞물린 영역에 위치할 때 사이에 개재된다. 따라서, 각각의 제2 전이 세그먼트(l62a, l62b)는 맞물린 영역 내에서 각각의 맞물린 위치로 이동 가능하며, 세그먼트는 무한 부재(118)와 일렬로 있다. 유사하게, 각각의 제2 전이 세그먼트(l62a, l62b)는 분리된 영역 내에서 각각 분리된 위치로 이동 가능하며, 여기서 세그먼트는 무한 부재(118)와 라인을 벗어났고 풀리 어셈블리(120)의 회전 동작 동안 무한 부재(118)를 피할 것이다. 각각의 제2 풀리 세그먼트(l46a 내지 146)는 각각의 맞물린 위치와 분리된 위치 사이에서 독립적으로 이동 가능하다.

제2 전이 표면(158)은 회전축(132)을 중심으로 부드럽고 일반적으로 나선형 경로를 따른다. 본 실시예에서, 제2 전이 표면(158)의 경로는 제2 전이 표면(158)의 원주 길이에 걸쳐 지속적으로 감소하는 반경을 따른다. 제2 전이 표면(158)은 인접한 제2 풀리(126)로부터 인접하는 제1 풀리(124)까지 회전축(132)을 중심으로 한 부분 회전에 걸쳐 연장되고, 제2 풀리(126)에서 제1 풀리(124)로의 무한 부재(118)의 전이를 연장하도록 구성된다. 이해할 수 있는 바와 같이, 이러한 전이를 연장하는 것은 전이 중에 생성되는 간헐적인 힘을 감소시킬 수 있고 풀리(124, 126) 사이에서 무한 부재(118)의 더 부드러운 전이를 초래할 수 있다. 제2 전이 표면(158)은 선단부(164) 및 후미부(166)를 포함한다. 선단부(164)는 무한 부재(118)를 제2 풀리(126)에서 제1 풀리(124)로 전이할 때 처음에 무한 부재(118)와 맞물리도록 구성되고, 후미부(166)은 무한 부재(118)를 제2 풀리(126)에서 제1 풀리(124)로 전이 할 때 무한 부재(118)와 마지막으로 맞물리도록 구성된다. 따라서, 제2 전이 표면(158)의 선단부(164)은 일반적으로 제2 풀리(126)의 외주 표면(142)의 인접한 부분, 예를 들어 회전 선행하는 제2 풀리 세그먼트(l46e)에 의해 정의된 외주 표면(142)의 부분과 정렬되고, 제2 전이 표면(158)의 후미부(166)는 일반적으로 제1 풀리(124)의 외주 표면(134)의 회전 후미부과 같은 제1 풀리(124)의 외주 표면(134)의 인접 부분과 정렬된다. 이해될 바와 같이, 회전 선행하는 제2 풀리 세그먼트(l46e)는 제2 풀리(126)로부터 제1 풀리(124) 로의 무한 부재(118)의 전이 동안 분할된 풀리 변속기(110)의 무한 부재(118)를 분리하기 위한 제2 풀리(126)의 마지막 풀리 세그먼트이다.

풀리 어셈블리(120)의 회전 동작 중에, 제2 풀리 세그먼트(l46a 내지 l46e), 제1 전이 세그먼트(152) 및 제2 전이 세그먼트(l62a, l62b)는 액추에이터 시스템(122)에 의해 맞물린 영역으로 및/또는 외부로 이동되어 본원에서 설명될 바와 같은 부하를 받는 동안 분할된 풀리 변속기(110)의 비율을 조정할 수 있다.

도 5는 풀리 어셈블리(120), 액추에이터 시스템(122) 및 무한 부재(118)의 개략도를 도시한다. 무한 부재(118)는 풀리 어셈블리(120)의 제1 풀리(124)와 맞물린다. 무한 부재(118)는 고정 풀리(114) 및 아이들러 풀리(116)(도 5에 도시되지 않음)와 같은 분할된 풀리 변속기(110)의 추가 요소와 맞물릴 수 있음이 이해될 것이다. 무한 부재(118)의 개략도는 그 일부에 정합 특징부와 함께 만 도시되어 있지만, 무한 부재(118)는 내부 표면 전체에 걸쳐 정합 특징부를 포함한다는 것이 또한 이해될 것이다.

풀리 어셈블리(120)의 회전 동작 동안, 무한 부재(118)는 접촉 구역으로 정의된 각도 영역 내에서 풀리 어셈블리(120)와 접촉하고 맞물릴 것이다. 반대로, 무한 부재(118)는 비접촉 구역(non-contact zone, NCZ)으로 정의된 각도 영역 내에서 풀리 어셈블리(120)와 접촉하거나 맞물리지 않을 것이다. 따라서, 풀리 어셈블리(120)의 풀리/전이 세그먼트(l46a ~ l46e, 152, l62a, l62b)는 무한 부재(118)를 방해하지 않고 비접촉 구역에 위치하는 동안 그리고 분할된 풀리 변속기(110)가 부하를 받고 있는 동안 맞물린 영역 내외로 이동될 수 있다. 이해될 바와 같이, 비접촉 구역은 풀리 어셈블리(120)의 어느 풀리/전이 세그먼트가 무한 부재(118)와 맞물리는지에 따라 변할 것이다.

풀리 어셈블리(120)의 풀리/전이 세그먼트를 비접촉 구역에 위치된 동안 맞물린 영역 안팎으로 순차적으로 이동시킴으로써, 무한 부재(118)는 분할된 풀리 변속기(110)의 연속적인 회전 동작을 방해하지 않으면서, 그리고 분할 풀리 변속기(110)의 부하를 방해하지 않으면서, 풀리 어셈블리(120)의 풀리 중 하나인 "원점 풀리"와 맞물리는 것에서 풀리 어셈블리(120)의 풀리 중 다른 하나 "목적지 풀리"와 맞물리는 것으로 전이될 수 있다. 본 실시예에서, 원점 풀리는 제1 풀리(124)일 수 있고 목적지 풀리(126)는 제2 풀리(126)이거나 그 반대일 수 있다.

무한 부재(118)를 원점 풀리에서 목적지 풀리로 전이하는 것은 일반적으로 "시프트 이벤트"라고 불린다. 분할된 풀리 변속기(110)의 구동 풀리와 구동 풀리 사이의 더 높은 비율을 초래하는 시프트 이벤트는 "업 시프트 이벤트"로 알려져 있다. 분할된 풀리 변속기(110)의 구동 풀리와 구동 풀리 사이의 비율을 낮추는 시프트 이벤트는 "다운 시프트 이벤트"로 알려져 있다. 시프트 이벤트 동안, 무한 부재(118)는 원점 풀리, 전이 세그먼트 세트 중 하나 및 목적지 풀리와 순차적으로 맞물릴 것이다. 무한 부재(118)가 원점 풀리 만 결합에서 목적지 풀리만 맞물림으로 전이되는 기간은 전이 기간으로 알려져 있고, 전이 기간 동안 풀리 어셈블리(120)가 회전하는 각도의 수는 전이 범위로 알려져 있다. 이해될 바와 같이, 전이 세그먼트 세트(128, 130)는 시프트 이벤트의 적어도 일부 동안 무한 부재(118)에 대한 지지를 제공한다. 따라서, 시프트 이벤트에 전이 세그먼트 세트를 포함하면 해당 시프트 이벤트에 대한 전이 기간과 전이 범위를 늘릴 수 있으며, 이는 시프트 이벤트에 의해 야기되는 힘을 줄이는 데 도움이 될 수 있고 원점 풀리와 목적지 풀리 사이의 무한 부재(118)의 전이를 부드럽게 하는 데 도움이 될 수 있다.

도 6a 내지 6g는 풀리 어셈블리(120)의 회전 동작 동안 무한 부재(118)가 제1 풀리(124)와 맞물리는 것에서 제2 풀리(126)와 맞물리는 것으로 전이하는 시프트 이벤트에 대한 시퀀스를 도시한다. 이해될 바와 같이, 무한 부재(118)는 가시성을 위해 이들 도면에서 숨겨져 있다. 시프트 이벤트 전에, 무한 부재(118)는 도 5에 도시된 바와 같이 제1 풀리(124)와 맞물린다. 따라서, 제2 풀리 세그먼트(l46a 내지 l46e), 제1 전이 세그먼트(152) 및 제2 전이 세그먼트(l62a, l62b)는 모두 분리된 영역에 있다.

도 6a에 도시된 단계에서, 제1 전이 세그먼트(152)는 풀리 어셈블리(120)의 비접촉 구역에 위치하는 동안 맞물린 영역으로 이동된다. 풀리 어셈블리(120)가 회전함에 따라, 제1 전이 세그먼트(152)는 접촉 구역으로 진입하고 무한 부재(118)를 제1 전이 표면(148)과 맞물릴 것이다. 제1 전이 표면(148)의 선단부(154)는 처음에 무한 부재(118)와 맞물려 제1 풀리(124)로부터 제1 전이 세그먼트 세트(128)로 무한 부재(118)를 원활하게 전이시킬 것이다. 풀리 어셈블리(120)가 추가로 회전함에 따라, 제1 전이 표면(148)의 나머지는 무한 부재(118)를 제1 풀리(124)의 인접으로부터 제2 풀리(126)를 중심으로 원활하게 전이하도록 무한 부재(118)와 맞물릴 것이다.

도 6b에 도시된 단계에서, 제2 풀리 세그먼트(l46a)는 풀리 어셈블리(120)의 비접촉 구역에 위치하는 동안 맞물린 영역으로 이동된다. 풀리 어셈블리(120)가 회전함에 따라, 제2 풀리 세그먼트(l46a)는 제1 전이 세그먼트(152)를 따라 접촉 구역으로 회전하고 무한 부재(118)와 맞물릴 것이다. 제2 풀리 세그먼트(l46a)에 의해 정의된 외주 표면(142)은 무한 부재(118)를 제1 전이 세그먼트 세트(128)로부터 제2 풀리(126)의 제2 풀리 세그먼트(l46a)로 원활하게 전이하기 위해 제1 전이 세그먼트(152)의 후미부(156)를 따라 무한 부재(118)와 맞물릴 것이다.

도 6c 내지 6f에 도시된 단계에서, 나머지 제2 풀리 세그먼트(l46b 내지 l46e)는 개별적으로 풀리 어셈블리(120)의 비접촉 구역에 위치하면서 맞물린 영역으로 순차적으로 이동된다. 풀리 어셈블리(120)가 회전함에 따라, 나머지 제2 풀리 세그먼트(l46b 내지 l46e)는 제2 풀리 세그먼트(l46a)를 따라 접촉 구역으로 회전하고 무한 부재(118)와 맞물릴 것이다. 모든 제2 풀리 세그먼트(l46a ~ l46e)가 맞물린 영역에 있으면, 풀리 어셈블리(120)는 무한 부재(118)가 제2 풀리(126)에만 맞물리는 상태에서 연속적으로 동작할 수 있고, 제1 풀리(124)에서 제2 풀리(126) 로의 시프트 이벤트가 완료된다. 시프트 이벤트 후에, 무한 부재(118)는 도 7에 도시된 바와 같이 제2 풀리(126)와 맞물릴 것이다. 선택적으로, 시프트 이벤트는 다음 시프트 이벤트에 대한 준비 단계와 같은 추가 단계를 포함할 수 있다.

도 6g에 도시된 단계에서, 제1 전이 세그먼트(152)는 맞물린 영역 밖으로 이동된다. 이 단계는 후속 시프트 이벤트를 준비하기 위해 수행되거나 전술한 시프트 이벤트의 일부로 수행될 수 있다. 본 실시예에서, 제1 전이 세그먼트(152)는 비접촉 구역에 위치하는 동안 맞물린 영역 밖으로 이동된다. 다른 실시예에서, 제1 전이 세그먼트(152)는 접촉 구역에 위치하는 동안 또는 접촉 구역과 비접촉 구역을 브리징하는 동안 맞물린 영역 밖으로 이동될 수 있는데, 제1 전이 세그먼트(152)는 접촉 구역에 있는 동안 제2 풀리(126)에 의해 보호되거나 차단되고 무한 부재(118)와 맞물리거나 간섭하지 않을 것이기 때문이다. 이해될 바와 같이, 이 단계는 제1 전이 세그먼트(152)가 무한 부재(118)와의 맞물림을 벗어나 회전하자마자 발생할 수 있다. 따라서, 이 단계는 도 6c 내지 6f에 도시된 단계가 완료되기 전에 발생하거나 그 후에 발생할 수 있다.

이해될 바와 같이, 시프트 이벤트 동안, 무한 부재(118)는 제1 풀리(124), 제2 풀리(126) 및 제1 전이 세그먼트 세트(128) 중 3 개 모두를 동시에 맞물릴 수 있고, 또는 무한 부재(118)는 제1 전이 세그먼트 세트(128)와 제1 풀리(124) 및 제2 풀리(126) 중 하나와 만 동시에 맞물릴 수 있다. 역시 이해될 바와 같이, 도 6a 내지 6g에 도시된 시프트 이벤트의 단계는 겹침없이 완전히 연속적으로 발생하거나 시간에 부분적으로 겹칠 수 있다.

도 7은 풀리 어셈블리(120), 액추에이터 시스템(122) 및 도 5로부터의 무한 부재(118)의 개략도를 도시한다. 무한 부재(118)는 풀리 어셈블리(120)의 제2 풀리(126)와 맞물린다.

도 8a 내지 8i는 풀리 어셈블리(120)의 회전 동작 동안 무한 부재(118)가 제2 풀리(126)와 맞물리는 것에서 제1 풀리(124)와 맞물리는 것으로 전이하는 시프트 이벤트에 대한 시퀀스를 도시한다. 이해될 바와 같이, 무한 부재(118)는 가시성을 위해 이들 도면에서 숨겨져 있다. 시프트 이벤트 전에, 무한 부재(118)는도 7에 도시된 바와 같이 제2 풀리(126)와 맞물린다. 시프트 이벤트 후에, 무한 부재(118)는 도 5에 도시된 바와 같이 제1 풀리(124)와 맞물릴 것이다. 시프트 이벤트 동안, 무한 부재(118)는 제1 풀리(124), 제2 풀리(126) 및 제2 전이 세그먼트 세트(130) 중 3개 모두를 동시에 맞물릴 수 있고, 또는 무한 부재(118)는 제2 전이 세그먼트 세트(130)와 제1 풀리(124) 및 제2 풀리(126) 중 하나와 만 동시에 맞물릴 수 있다. 역시 이해될 바와 같이, 도 8a 내지 8i에 도시된 시프트 이벤트의 단계는 겹침없이 완전히 연속적으로 발생하거나 시간에 부분적으로 겹칠 수 있다.

도 8a 및 8b에 도시된 단계에서, 제2 전이 세그먼트(l62a, l62b)는 맞물린 영역으로 순차적으로 이동된다. 이해될 바와 같이, 다른 실시예에서, 제2 전이 세그먼트(l62a, l62b)는 맞물린 영역으로 동시에 이동될 수 있다. 도 8a 및 8b에 도시된 단계는 본 명세서에 설명된 바와 같이 제2 풀리(126)에서 제1 풀리(124) 로의 시프트 이벤트의 일부로서 수행될 수 있거나, 그 시프트 이벤트를 준비하고 그 전에 수행될 수 있다. 다른 실시예에서, 제2 전이 세그먼트(l62a, l62b)는 접촉 영역에 위치하거나 접촉 영역과 비접촉 구역을 브리징하는 동안 맞물린 영역으로 이동되는데, 제2 전이 세그먼트(l62a, l62b)는 접촉 구역에 있는 동안 제2 풀리(126)에 의해 보호되거나 차단되고 무한 부재(118)와 맞물리거나 간섭하지 않기 때문이다.

도 8c 내지 8g에 도시된 단계에서, 제2 풀리 세그먼트(l46a 내지 l46e)는 풀리 어셈블리(120)의 비접촉 구역에 개별적으로 위치하는 동안 맞물린 영역으로부터 순차적으로 이동된다. 따라서, 풀리 어셈블리(120)가 회전함에 따라, 제2 풀리 세그먼트(l46a 내지 l46e)는 피하고 무한 부재(118)와 맞물리지 않을 것이다. 대신에, 제2 전이 세그먼트 세트(130)의 제2 전이 세그먼트(l62a, l62b)는 접촉 구역으로 들어가 무한 부재(118)와 맞물릴 것이다. 제2 전이 표면(158)의 선단부(164)는 무한 부재(118)를 제2 풀리(126)에서 제2 전이 세그먼트 세트(130)로 부드럽게 전이하기 위해, 처음에 제2 풀리 세그먼트(l46e)에 의해 정의된 외주 표면(142)의 부분을 따라 무한 부재(118)와 맞물릴 것이다. 풀리 어셈블리(120)가 추가로 회전함에 따라, 제2 전이 표면(158)의 나머지 부분은 제2 풀리(126)에 인접한 곳으로부터 제1 풀리(124)에 인접한 곳으로 무한 부재(118)를 원활하게 전이시키기 위해 무한 부재(118)와 맞물릴 것이다. 풀리 어셈블리(120)가 여전히 더 회전함에 따라, 제1 풀리(124)는 무한 부재(118)와 맞물릴 것이다. 제2 전이 세그먼트 세트(130)를 회전식으로 따르는 제1 풀리(124)의 외주 표면(134)의 부분은 무한 부재(118)를 제2 전이 세그먼트 세트(130)로부터 제1 풀리(124)로 원활하게 전이하기 위해 제2 전이 표면(158)의 후미부(166)를 따라 무한 부재(118)를 초기에 맞물릴 것이다.

도 8h 및 8i에 도시된 단계에서, 제2 전이 세그먼트(l62a, l62b)는 풀리 어셈블리(120)의 비접촉 구역에 개별적으로 위치하는 동안 맞물린 영역으로부터 순차적으로 이동된다. 따라서, 풀리 어셈블리(120)가 제2 전이 세그먼트(l62a, l62b)를 회전시킬 때 무한 부재(118)를 회피하고 맞물리지 않을 것이다. 제2 전이 세그먼트 l62a, l62b가 맞물린 영역 밖으로 이동되면, 풀리 어셈블리(120)는 무한 부재(118)가 제1 풀리(124)와 맞물리는 상태에서 연속적으로 동작할 수 있고 제2 풀리(126)에서 제1 풀리(124) 로의 시프트 이벤트가 완료된다.

도 9 및 10은 액추에이터 시스템(122) 및 풀리 어셈블리(120)를 도시한다. 풀리 어셈블리(120)는 액추에이터 시스템(122)에 고정되고, 액추에이터 시스템(122)은 풀리 어셈블리(120)의 풀리/전이 세그먼트(l46a 내지 l46e, 152, l62a, l62b)를 맞물린 영역과 분리된 영역 사이에서 이동시키도록 구성된다. 액추에이터 시스템(122)은지지 구조물(220), 제1 액추에이터 서브 어셈블리(222), 제1 고정자(224), 제2 액추에이터 서브 어셈블리(226) 및 제2 고정자(228)를 포함한다. 본원에서 설명된 바와 같이, 액추에이터 시스템(122) 및 풀리 어셈블리(120)는 분할된 풀리 변속기(110) 내에 고정될 수 있다.

지지 구조물(220)는 회전 가능하고, 제1 액추에이터 서브 어셈블리(222) 및 제2 액추에이터 서브 어셈블리(226)를 피동 액슬 또는 구동 액슬(미도시)과 같은 분할된 풀리 변속기(110)의 회전 가능한 요소에 지지하고 결합하도록 구성된다. 본 실시예에서, 지지 구조물(220)는 풀리 어셈블리(120)를 분할된 풀리 변속기(110)의 회전 가능한 요소에 지지하고 결합하도록 추가로 구성된다. 다른 실시예에서, 풀리 어셈블리(120) 또는 그 일부(예를 들어, 제1 풀리(124))는 분할된 풀리 변속기(110)의 회전 가능한 요소에 직접 결합될 수 있다. 지지 구조물(220)는 허브(230), 한 쌍의 유지 링(retaining ring, 232) 및 허브(230)와 유지 링(232) 사이에 고정된 복수의 지지 로드(support rod, 234)를 포함한다.

허브(230)는 분할된 풀리 변속기(110)의 축에 고정되도록 구성되고 제1 액추에이터 서브 어셈블리(222) 및 제2 액추에이터 서브 어셈블리(226)를 지지한다. 허브(230)는 액추에이터 측면(236) 및 반대쪽 풀리 측면(238)을 갖는 원형 디스크를 포함한다. 중앙 통로(240)는 허브(230) 내에 형성되고 액추에이터 측(236)으로부터 풀리 측(238)으로 연장된다. 중앙 통로(240)는 분할된 풀리 변속기(110)의 축을 단단히 수용하도록 구성되고 회전축(132)과 동심이다. 허브(230)는 풀리 어셈블리(120)의 제1 풀리(124)를 분할된 풀리 변속기(110)의 축에 고정하도록 추가로 구성된다. 따라서, 허브(230)는도 8i에 도시된 바와 같이 허브(230)의 풀리 측면(238)으로부터 연장되고 제1 풀리(124)를 고정하도록 구성되는 축 방향 돌출부(242)를 포함한다. 일부 실시예에서, 제1 풀리(124)는 허브(230) 상에 압입될 수 있다. 허브(230)는 그 액추에이터 측(236)에 한 쌍의 가이드(244)를 포함한다. 가이드(244)는 후술하는 바와 같이 제1 액추에이터 서브 어셈블리(222) 및 제2 액추에이터 서브 어셈블리(226)의 슬레드를 슬라이딩 가능하게 고정하고 슬레드를 대체로 원주 방향으로 안내하도록 구성된다. 가이드(244)는 도 11a에 도시된 바와 같이 허브(230)의 액추에이터 측면(236)에 정의된 궤도를 포함할 수 있거나, 레일 또는 리지와 같은 다른 적절한 안내 특징부를 포함할 수 있다.

유지 링(232)은 제1 액추에이터 서브 어셈블리(222) 및 제2 액추에이터 서브 어셈블리(226)를지지하고 지지 로드(234)에 의해 허브(230)에 고정된다. 유지 링(232)은 허브(230)로부터 액추에이터 서브 어셈블리(222, 226)의 반대쪽에 위치된다. 각각의 유지 링은 허브(230)의 가이드(244) 중 대응하는 가이드(244)와 정렬되는 가이드(246)를 포함한다. 가이드(246)는 후술하는 바와 같이 제1 액추에이터 서브 어셈블리(222) 및 제2 액추에이터 서브 어셈블리(226)의 슬레드를 슬라이딩 가능하게 고정하고 슬레드를 대체로 원주 방향으로 안내하도록 구성된다. 가이드(246)는도 11a에 도시된 바와 같이 허브(230)의 액추에이터 측(236)에 정의된 궤도를 포함할 수 있거나, 레일 또는 리지와 같은 다른 적절한 가이드 특징부를 포함할 수 있다. 복수의 유지 링이 도시되어 있지만, 다른 실시예에서, 지지 구조물(220)은 제1 액추에이터 서브 어셈블리(222) 및 제2 액추에이터 서브 어셈블리(226)를 가로질러 연장하고 고정하는 단일 유지 부재를 포함할 수 있음이 이해될 것이다. 단일 유지 부재는 두 액추에이터 서브 어셈블리(222, 226)를 가로질러 연장되는 단일 유지 링일 수 있거나 단일 유지 플레이트일 수 있다. 이러한 실시예에서, 단일 유지 부재는 가이드(246) 모두를 포함할 수 있다.

유지 링(232)을 허브(230)에 고정하는 지지 로드(234)는 허브(230)의 액추에이터 측(236)에서 유지 링(232)까지 연장되고 그 사이에 패스너(fastener) 등에 의해 고정된다. 지지 로드(234)는 허브(230)를 통해 더 연장될 수 있고, 도 11a의 하단에 도시된 바와 같이 풀리 어셈블리(120)의 풀리/전이 세그먼트와 슬라이딩 가능하게 맞물릴 수 있다. 따라서, 지지 로드(234)는 맞물린 영역과 분리된 영역 사이에서 이동할 때 풀리 어셈블리(120)의 풀리/전이 세그먼트를 안내하도록 구성될 수 있다. 유지 링(232)으로부터 허브(230)를 통해 풀리 어셈블리(120)의 풀리/전이 세그먼트까지 연장되는 개별 지지 로드(234)가도 1a에 도시되어 있지만, 다른 실시예에서는, 별도의 지지 로드(234)가 유지 링(232)으로부터 허브(230)로 그리고 허브(230)로부터 풀리 어셈블리(120)의 풀리/전이 세그먼트로 연장될 수 있다. 지지 로드(234)가 도시되고 설명되었지만, 다른 실시예에서는, 유지 링(232)을 지지 빔 또는 바와 같은 허브(230)에 고정하기 위해 상이한 적절한 형상의 지지 부재가 사용될 수 있다.

또 다른 실시예에서, 유지 링(232)은 일체로 형성된 지지 부재에 의해 허브(230)에 직접 고정될 수 있다.

제1 액추에이터 서브 어셈블리(222) 및 제2 액추에이터 서브 어셈블리(226)는 풀리 어셈블리(120)의 풀리/전이 세그먼트(l46a 내지 l46e, 152, l62a, l62b)를 맞물린 영역 안팎으로 이동시키도록 구성된다. 구체적으로, 제1 액추에이터 서브 어셈블리(222)는 전이 세그먼트 세트(128, 130)의 전이 세그먼트(152, l62a, l62b)를 이동시키도록 구성된다. 제2 액추에이터 서브 어셈블리(226)는 제2 풀리(126)의 풀리 세그먼트(l46a 내지 l46e)를 이동시키도록 구성된다. 제1 액추에이터 서브 어셈블리(222) 및 제2 액추에이터 서브 어셈블리(226)는 지지 구조물(220)에 고정되고, 각각의 액추에이터 서브 어셈블리(222, 226)는 복수의 슬레드(248), 복수의 팔로워(250), 복수의 커넥팅 로드(connecting rod, 252) 및 백킹 플레이트(254)를 포함한다. 제1 액추에이터 서브 어셈블리(222) 및 제2 액추에이터 서브 어셈블리(226)는 기능적으로 동일하다. 그러나, 제2 액추에이터 서브 어셈블리(226)는 제1 액추에이터 서브 어셈블리(222)보다 원주 방향으로 크고 제1 액추에이터 서브 어셈블리(222)를 에워싼다. 따라서, 제2 액추에이터 서브 어셈블리(226)는 제1 액추에이터 서브 어셈블리(222)보다 더 많은 수의 슬레드(248), 팔로워(250) 및 커넥팅 로드(252)를 포함한다.

각각의 슬레드(248)는 각각의 후퇴 위치(도 1a에 도시됨)와 각각의 전진 위치(도 1c에 도시됨) 사이에서 회전축(132)을 중심으로 대체로 원주 방향으로 이동할 수 있다. 이해될 바와 같이, 대체로 원주 방향은 완전히 원주 방향으로 연장 할 수 있거나 부분 원주 방향으로 연장할 수 있으며 방사형 구성 요소를 포함할 수 있다. 각각의 슬레드(248)는 풀리 어셈블리(120)의 풀리/전이 세그먼트(l46a 내지 l46e, 152, l62a, l62b) 중 하나에 결합되어, 후퇴 위치와 전진 위치 사이에서 슬레드(248)의 이동은 결합된 풀리/전이 세그먼트가 맞물린 영역과 분리된 영역 사이에서 또는 그 반대로 이동하게 한다. 슬레드(248) 각각은 슬레드(248)가 고정자(224, 228) 중 하나에 인접하여 회전할 때 슬레드(248)에 생성된 기전력에 응답하여 전진 위치와 후퇴 위치 사이에서 이동되도록 구성된다. 기전력은 후술하는 바와 같이 고정자(224, 228)에 의해 생성된 일시적인 자기장에 의해 유도될 수 있다. 본 실시예에서, 각각의 슬레드(248)는 슬레드(248)를 통과하는 백킹 플레이트(254)의 일부를 둘러싼다. 다른 실시예에서, 백킹 플레이트(254)는 슬레드(248)를 따라 지나갈 수 있거나 완전히 생략될 수 있다.

각각의 슬레드(248)는 슬레드 섀시(256), 반응 플레이트(258) 및 복수의 범퍼(260)를 포함한다. 슬레드 섀시(256)는 슬레드(248)가 전진 위치와 후퇴 위치 사이를 이동할 때 반응 플레이트(258) 및 범퍼(260)를 지지하고 안내하도록 구성된다. 따라서, 슬레드 섀시(256)는 가이드(244, 246) 사이에서 연장되고 슬레드(248)가 이동할 때 가이드(244, 246)와 맞물린다. 슬레드 섀시(256)는 슬레드(248)가 후퇴 위치와 전진 위치 사이에서 이동할 때 팔로워(250) 중 각각의 하나와 맞물리기 위한 적어도 하나의 캠 표면(262)을 포함한다. 캠 표면(262)과 팔로워(250)의 결합은 슬레드(248)의 대체로 원주 방향의 이동을 팔로워(250)의 축 방향 이동으로 변환한다. 슬레드 섀시(256)는 범퍼(260)를 그 위에 고정하기 위한 복수의 포스트(post, 264)를 더 포함한다. 슬레드 섀시(256)는 슬레드(248)에서 발생하는 기전력과의 잠재적인 자기 간섭을 줄이기 위해 알루미늄 또는 플라스틱과 같은 자기적으로 비반응성인 재료로 형성된다. 다른 실시예에서, 슬레드 섀시(246)는 슬레드(248) 상의 전자기력을 증가시키기 위해 자기 투과성 재료로 형성될 수 있다.

범퍼(260)는지지 로드(234)에 충격을 주고 전진 위치 또는 후퇴 위치에 도달 할 때 슬레드(248)의 대체로 원주 방향의 이동을 저지하도록 구성된다. 이러한 방식으로,지지 구조물(220)의 지지 로드(234)는 슬레드(248)에 대한 정지부로서 작용할 수 있다. 다른 실시예에서, 지지 구조물(220)는 대체로 원주 방향으로의 슬레드의 이동을 저지하기 위해 전진 및 후퇴 위치 각각에 인접하여 위치된 다른 적절한 정지부를 포함할 수 있다. 범퍼(260)는지지 로드(234)와의 충격을 완화시키기 위해 고무 또는 다른 적절한 재료로 형성되고 O 링 또는 다른 적절한 형상으로 형성될 수 있다. 이해될 바와 같이, 일부 실시예에서, 범퍼(260)는 생략될 수 있고 슬레드(248)는 대체로 원주 방향으로 슬레드(248)의 이동을 저지하기 위해 지지 로드(234)에 직접 충돌할 수 있다.

반응 플레이트(258)는 인접한 제1 또는 제2 고정자(224, 228)의 일시적인 자기장에 의해 생성되는 슬레드(248)에 대한 기전력을 증가시키도록 구성된다. 반응 플레이트(258)는 구리, 금 또는 알루미늄과 같이 전기 전도성이지만 자기적으로 불활성인 재료로 형성된다. 반응 플레이트(258)은 슬레드 섀시(256)에 고정되고 슬레드(248)의 외주 표면에 위치한다.

따라서, 액추에이터 서브 어셈블리(222, 226)가 회전축(132)을 중심으로 그리고 풀리 어셈블리(120)의 비접촉 구역을 통해 회전함에 따라, 반응 플레이트(258)는 인접한 고정자(224, 228)에 근접하게 될 것이다. 다른 실시예에서, 반응 플레이트(258)는 슬레드(248)의 내주 표면, 또는 액추에이터 서브 어셈블리(222, 226)의 회전 동작 동안 인접한 고정자(224, 228)에 근접하게 될 슬레드(248)의 다른 적절한 표면을 형성할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 반응 플레이트(258)는 완전히 생략될 수 있고, 슬레드 섀시(256)는 인접한 제1 또는 제2 고정자(224, 228)의 일시적인 자기장에 노출될 때 슬레드(248)를 이동시키기에 충분한 기전력을 생성하도록 구성될 수 있다.

팔로워(250) 각각은 슬레드(248) 각각의 대체로 원주 방향의 이동을 풀리 어셈블리(120)의 풀리/전이 세그먼트 중 각각의 축 방향 이동으로 전달하도록 구성된다. 따라서, 각각의 팔로워(250)는 각각의 슬레드(248)의 캠 표면(262)과 맞물릴 수 있고 풀리/전이 세그먼트(l46a 내지 l46e, 152, l62a, l62b) 각각에 고정될 수 있다. 팔로워(250) 각각은 각각의 슬레드(248)의 캠 표면(262)과 맞물릴 수 있는 돌출부(266)를 포함한다. 슬레드(248)가 전진 위치와 후퇴 위치 사이에서 이동함에 따라, 캠 표면(262)은 돌출부(266)와 맞물리고 후퇴된 위치(도 1c에 도시됨)와 연장된 위치(도 1a에 도시됨) 사이에서 팔로워(250)를 슬라이딩시킨다. 본 실시예에서, 각각의 팔로워(250)는 하나 이상의 커넥팅 로드(252)에 의해 풀리 어셈블리(120)의 풀리/전이 세그먼트(l46a 내지 l46e, 152, l62a, l62b) 각각에 고정된다. 따라서, 팔로워(250)가 연장 위치와 후퇴 위치 사이에서 이동함에 따라, 풀리/전이 세그먼트(l46a 내지 l46e, 152, l62a, l62b) 각각은 맞물린 영역과 분리된 영역 사이에서 이동할 것이다. 다른 실시예에서, 각각의 팔로워(250)는 팔로워(250) 또는 각각의 세그먼트로부터 연장되고 그 사이에서 연장되는 일체로 형성된 커넥팅 로드에 의해, 풀리/전이 세그먼트(l46a 내지 l46e, 152, l62a, l62b) 각각에 직접 고정될 수 있다.

복수의 커넥팅 로드(252)는 팔로워(250)를 풀리 어셈블리(120)의 풀리/전이 세그먼트(l46a 내지 l46e, 152, l62a, l62b)에 고정하여, 풀리/전이 세그먼트(146a 내지 l46e, 152, l62a, l62b) 각각은 팔로워(250) 중 하나에 결합되고, 결합된 팔로워(250)가 연장 위치와 후퇴 위치 사이에서 이동함에 따라 맞물린 영역과 분리된 영역 사이에서 이동된다.

따라서, 각각의 커넥팅 로드(252)는 풀리/전이 세그먼트(l46a 내지 l46e, 152, l62a, l62b) 중 하나 및 팔로워(250) 중 대응하는 세그먼트에 고정된다. 각각의 커넥팅 로드(252)는 허브(230)의 액추에이터 측(246) 상의 결합된 팔로워(250) 중 하나로부터 허브(230)를 통해 허브(230)의 풀리 측(238) 상의 결합 세그먼트(l46a 내지 l46e, 152, l62a, l62b)까지 연장된다. 본 실시예에서, 복수의 커넥팅 로드(252)는 각각의 팔로워(250)와 풀리/전이 세그먼트(l46a 내지 l46e, 152, l62a, l62b) 중 대응하는 하나 사이에 결합된다. 다른 실시예에서, 단일 커넥팅 로드(252)는 팔로워(250) 각각과 풀리/전이 세그먼트(l46a 내지 l46e, l52, l62a, l62b) 중 대응하는 하나 사이에 결합될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 커넥팅 로드(252)는 완전히 생략될 수 있고, 각각의 팔로워(250)는 예컨대 팔로워(250) 또는 각각의 세그먼트로부터 연장되고 그 사이로 연장되는 일체로 형성된 커넥팅 로드에 의해, 풀리/전이 세그먼트(l46a 내지 l46e, 152, l62a, l62b) 각각에 직접 고정될 수 있다.

백킹 플레이트(254)는 고정자(224, 228)의 일시적인 자기장에 의해 생성된 슬레드(248)에 대한 기전력을 증가시키도록 구성된다. 백킹 플레이트(254)는 구리, 금 또는 알루미늄과 같은 자기 투과성 재료로 형성된다. 다른 실시예에서, 백킹 플레이트(254)는 연강, 실리콘 강, 모터 강, 세라믹 및/또는 분말 금속과 같은 다른 적절한 재료로 형성될 수 있다.

백킹 플레이트(254)는 허브(230)와 지지 구조물(220)의 유지 링(232) 각각 사이에 고정되고 그와 함께 회전한다. 일부 실시예에서는, 대체로 원주 방향으로 이동하는 동안 슬레드(248)와의 간섭을 피하기 위해 백킹 플레이트(254)와 슬레드(248) 사이에 작은 갭이 있을 수 있다. 다른 실시예에서, 슬레드(248)는 슬레드(248)에 생성되는 기전력을 증가시키기 위해 백킹 플레이트(254)와 접촉할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 백킹 플레이트(254)는 완전히 생략될 수 있고 슬레드(248)는 제1 또는 제2 고정자(224, 228,)의 일시적인 자기장에 노출될 때, 백킹 플레이트(254)에 의한 증폭없이, 전진 및 후퇴 위치 사이를 이동하기에 충분한 기전력을 생성하도록 설계될 수 있다.

제1 고정자(224) 및 제2 고정자(228)는 제1 액추에이터 서브 어셈블리(222)의 슬레드(248) 및 제2 액추에이터 서브 어셈블리(226)를 개별 전진 위치와 후퇴 위치 사이에서 이동시키기 위해 일시적인 자기장을 생성하도록 에너지를 공급받을 수 있다. 이해될 바와 같이, 제1 고정자(224)는 제1 액추에이터 어셈블리(222)의 슬레드(248)를 이동시키기 위해 일시적인 자기장을 생성하도록 구성되고, 제2 고정자(228)는 제2 액추에이터 서브 어셈블리(226)의 슬레드(248)를 이동시키기 위해 일시적인 자기장을 생성하도록 구성된다. 각각의 고정자(224, 228)는 풀리 어셈블리(120)의 비접촉 구역의 적어도 일부를 가로질러 원주 방향으로 연장하는 고정자 코어(268)를 포함하고 그로부터 반경 방향으로 연장되는 복수의 톱니(270)를 포함한다. 각각의 고정자(224, 228)는 톱니(270)를 둘러싸는 복수의 권선(미도시)을 더 포함한다. 각각의 고정자(224, 228)의 권선은 고정자(224, 228)의 일부에 걸쳐 또는 고정자(224, 228)의 전체 범위에 걸쳐 일시적인 자기장을 생성하도록 선택적으로 에너지를 공급받을 수 있다. 슬레드(248)가 고정자(224, 228)에 인접하게 그리고 풀리 어셈블리(120)의 비접촉 구역을 통과할 때, 고정자(224, 228)의 권선은 액추에이터 서브 어셈블리(222, 226)의 슬레드(248)를 이동시키도록 에너지를 공급받을 수 있다. 따라서, 제1 고정자(224)는 비접촉 구역에서 제1 액추에이터 어셈블리(222)의 일부와 접하고, 제2 고정자(228)는 비접촉 구역에서 제2 액추에이터 서브 어셈블리(226)의 일부와 접한다. 제1 고정자(224) 및 제2 고정자(228)는 분할된 풀리 변속기(110)의 하우징(112)에 고정되고 제1 및 제2 액추에이터 서브 어셈블리(222, 226)와 함께 회전하지 않는다.

도 11a 내지 도 1c는 풀리 어셈블리(120) 및 액추에이터 시스템(122)의 회전 동작 동안 제2 풀리(126)의 풀리 세그먼트 중 하나를 맞물린 영역으로부터 분리된 영역으로 이동하기 위한 시퀀스를 도시한다. 이해될 바와 같이, 풀리 세그먼트를 분리된 영역에서 맞물린 영역으로 이동하기 위해 이 순서를 반대로 할 수 있다. 도 1a에서 1lc로 이동되는 풀리 세그먼트는 일반적으로 참조 문자 146으로 식별된다. 이해될 바와 같이, 풀리 세그먼트(146)는 제2 풀리(126)의 풀리 세그먼트(l46a 내지 l46e) 중 임의의 하나일 수 있다. 도 1a 내지 1lc의 제2 액추에이터 서브 어셈블리(226) 및 제2 풀리(126)를 시각적으로 방해하는 요소는 숨겨져 있다; 예를 들어, 허브(230)의 제1 액추에이터 서브 어셈블리(222), 제1 고정자(224), 제1 풀리(124) 및 축 방향 돌출부(242)는 모두 숨겨져 있다.

도 10a에 도시된 단계에서, 풀리 세그먼트(146)는 맞물린 영역에 있고, 풀리 세그먼트(146)에 결합된 팔로워(250)는 연장 위치에 있고, 팔로워(250)에 결합된 슬레드(248)는 후퇴 위치에 있다. 풀리 세그먼트(146)를 분리된 영역으로 이동시키기 위해, 슬레드(248)가 제2 고정자(228)에 근접하고 풀리 어셈블리(120)의 비접촉 구역을 통해 회전할 때 제2 고정자(228)는 일시적인 자기장을 생성하도록 선택적으로 에너지를 공급받는다. 전술한 바와 같이, 제2 고정자(228)의 권선은 일시적인 자기장을 생성하기 위해 선택적으로 에너지를 공급받을 수 있다. 제2 고정자(228)에 의해 생성된 일시적인 자기장은 슬레드(248)(예를 들어, 반응 플레이트(258) 및/또는 슬레드 섀시(256)에서)에서 전류를 유도하고, 유도된 전류는 일시적인 자기장과 상호 작용하여 슬레드(248)에 기전력을 발생시켜 슬레드(248)를 후퇴 위치에서 전진 위치로 추진한다. 이해될 바와 같이, 일시적인 자기장의 방향 및 위치는 제2 고정자(228)의 권선이 활성화되는 권선 및 권선을 통과하는 전류의 방향을 변경함으로써 변경될 수 있다.

도 1lb에 도시된 단계에서, 기전력은 슬레드(148)가 후퇴 위치에서 전진 위치로 이동하게 한다. 슬레드(248)는 이동함에 따라 가이드(244, 246)와 맞물리고 가이드(244, 246)에 의해 대체로 원주 방향으로 안내된다. 슬레드(148)가 일반적으로 후퇴 위치에서 전진 위치로 원주 방향으로 이동함에 따라, 슬레드(248)상의 캠 표면(262)은 팔로워(250)상의 돌출부(266)와 맞물리고 팔로워(250)가 연장된 위치로부터 후퇴 위치를 향해 축 방향으로 이동하게 한다. 팔로워(250)의 이러한 축 방향 이동은 커넥팅 로드(252)를 통해 결합된 풀리 세그먼트(146)로 전달되고 풀리 세그먼트(146)가 맞물린 영역으로부터 분리된 영역을 향해 이동하게 한다.

도 1c에 도시된 단계에서, 범퍼(260) 중 하나는 지지 로드(234) 중 하나를 회전식으로 선행하는 것에 충돌하고 전진 위치에서 슬레드(248)의 이동을 저지한다. 추가적으로 또는 대안적으로, 범퍼(260) 중 하나는 슬레드(248)의 원주 방향 이동을 저지하기 위해 커넥팅 로드(252) 중 하나를 회전식으로 선행하는 것에 충돌할 수 있다. 이러한 방식으로, 지지 로드(234) 및/또는 커넥팅 로드(252)는 전진 위치에서 슬레드(148)의 이동을 저지하기 위한 정지부 역할을 할 수 있다. 슬레드(248)의 캠 표면(262)은 슬레드(148)가 전진 위치에 있을 때 결합된 팔로워(250)가 후퇴 위치에 있고 결합된 풀리 세그먼트(146)가 맞물린 영역을 벗어나 분리된 영역에 있도록 구성된다.

위의 순서는 제2 고정자(228) 및 제2 풀리(126)의 풀리 세그먼트(146) 중 하나를 이동시키기 위해 설명되었지만, 전이 세그먼트 세트(128, 130)의 각각의 전이 세그먼트(152, 162)는 유사한 순서로 제1 고정자(224)에 에너지를 공급함으로써 맞물린 영역과 분리된 영역 사이에서 이동된다는 것이 이해될 것이다.

액추에이터 시스템(122)이 분할된 풀리 변속기(110)에서 풀리 어셈블리(120)의 풀리/전이 세그먼트(l46a 내지 l46e, 152, l62a, l62b)를 이동시키는 것으로 도시되고 설명되었지만, 다른 실시예에서, 액추에이터 시스템(122)은 다운 홀 드릴링 시스템의 밀봉 세그먼트와 같은 다른 작업 시스템의 개별 회전 요소들을 양방향으로 이동시키는 데 사용될 수 있음이 이해될 것이다.

풀리 시스템(120)이 2개의 동심 풀리(제1 풀리(124) 및 제2 풀리(126))를 포함하는 것으로 여기에서 도시되고 설명되었지만, 다른 실시예에서, 풀리 시스템은 분할된 풀리 변속기(110)에 대한 추가 비율이 요구될 때 더 많은 복수의 동심 풀리를 포함할 수 있음이 이해될 것이다.

풀리 시스템(120)이 2 개의 전이 세그먼트 세트, 제1 전이 세그먼트 세트(128) 및 제2 전이 세그먼트 세트(130)를 포함하는 것으로 여기에서 도시되고 설명되었지만, 다른 실시예에서, 풀리 어셈블리는 바로 인접한 풀리 사이에 삽입된 하나의 전이 세그먼트 세트만 포함할 수 있음이 이해될 것이다. 단일 전이 세그먼트 세트는 바로 인접한 풀리 사이에 삽입될 수 있으며, 예를 들어 부드러운 전이가 업시프트 이벤트 중에만 필요하거나 다운시프트 이벤트 중만 필요하고 둘 다에는 필요하지 않다.

분할된 풀리 변속기를 위한 풀리 어셈블리 및 액추에이터 시스템의 실시예가 설명되었지만, 다음 절에 따라 다른 측면이 고려되었다:

제1절. 분할된 풀리 변속기의 무한 부재와 맞물리기 위한 풀리 어셈블리가 제공되며, 풀리 어셈블리는: 회전축을 중심으로 회전 가능하고 무한 부재와 맞물리기 위한 외주 표면을 갖는 제1 풀리; 제1 풀리를 동심으로 둘러싸도록 구성되고 무한 부재와 맞물리기 위한 외주 표면을 갖는 제2 풀리 - 제2 풀리는 맞물린 영역과 분리된 영역 사이에서 독립적으로 이동 가능한 제2 풀리 세그먼트들의 세트를 포함함 -; 및 제1 풀리와 제2 풀리 사이에서 무한 부재를 전이시키기 위해 맞물린 영역과 분리된 영역 사이에서 독립적으로 이동 가능한 하나 이상의 전이 세그먼트를 포함하는 적어도 하나의 전이 세그먼트 세트 - 적어도 하나의 전이 세그먼트 세트는 제1 풀리와 제2 풀리 사이에서 무한 부재를 맞물리게 하고 전이하기 위한 적어도 하나의 전이 표면을 정의함 -;를 포함하는 것을 특징으로 하는 분할된 풀리 변속기의 무한 부재와 맞물리기 위한 풀리 어셈블리.

무한 부재와 결합하기 위한 외주 표면을 갖는 제1 풀리; 제1 풀리를 동심으로 둘러싸도록 구성되고 무한 부재와 결합하기 위한 외주 표면을 갖는 제2 풀리 - 제2 풀리는 제2 풀리 세그먼트들의 세트를 포함하고, 각각의 제2 풀리 세그먼트는 제2 풀리 세그먼트가 무한 부재의 경로에 있는 맞물린 영역과 제2 풀리 세그먼트가 무한 부재의 경로로부터 오프셋되는 분리된 영역 사이에서 독립적으로 이동할 수 있음 -; 및

제1 풀리와 제2 풀리 사이의 무한 부재를 결합하고 전이시키기 위해 맞물린 영역으로 독립적으로 이동 가능한, 적어도 하나의 전이 표면을 정의하는 하나 이상의 전이 세그먼트를 포함하는 적어도 하나의 전이 세그먼트 세트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 풀리 어셈블리.

제2절. 제1절에 있어서, 적어도 하나의 전이 세그먼트 세트는 그와 맞물린 영역에 위치할 때 제1 풀리와 제2 풀리 사이에 개재되는 것을 특징으로 하는 풀리 어셈블리.

제3절. 제1절 또는 제2절에 있어서, 적어도 하나의 전이 세그먼트 세트는 무한 부재를 제1 풀리에서 제2 풀리로 전이하도록 구성된 제1 전이 세그먼트 세트를 포함하고, 적어도 하나의 전이 표면은 제1 전이 세그먼트 세트에 의해 정의된 제1 전이 표면을 포함하는 것을 특징으로 하는 풀리 어셈블리.

제4절. 제3절에 있어서, 제1 전이 표면은 일반적으로 제1 풀리의 제1 인접 부분과 정렬되는 선단부를 가지는 것을 특징으로 하는 풀리 어셈블리.

제5절. 제3절 또는 제4절에 있어서, 제1 전이 표면은 일반적으로 제2 풀리의 제1 인접 부분과 정렬되는 후미부를 가지는 것을 특징으로 하는 풀리 어셈블리.

제6절. 제3절 내지 제5절 중 어느 한 절에 있어서, 제1 전이 세그먼트 세트는 단일의 제1 전이 세그먼트만을 포함하는 것을 특징으로 하는 풀리 어셈블리.

제7절. 제1절 내지 제6절 중 어느 한 절에 있어서, 적어도 하나의 전이 세그먼트 세트는 무한 부재를 제2 풀리에서 제1 풀리로 전이하도록 구성된 제2 전이 세그먼트 세트를 포함하고, 적어도 하나의 전이 표면은 제2 전이 세그먼트 세트에 의해 정의된 제2 전이 표면을 포함하는 것을 특징으로 하는 풀리 어셈블리.

제8절. 제7절에 있어서, 제2 전이 표면은 일반적으로 제2 풀리의 제2 인접 부분과 정렬되는 선단부를 가지는 것을 특징으로 하는 풀리 어셈블리.

제9절. 제7절 또는 제8절에 있어서, 제2 전이 표면은 제1 풀리의 제2 인접 부분과 일반적으로 정렬되는 후미부를 가지는 것을 특징으로 하는 풀리 어셈블리.

제10절. 제7절 내지 제9절 중 어느 한 절에 있어서, 제2 전이 세그먼트 세트는 복수의 제2 전이 세그먼트를 포함하는 것을 특징으로 하는 풀리 어셈블리.

제11절. 제1절 내지 제10절 중 어느 한 절에 있어서, 전이 표면들 중 적어도 하나는 회전축을 중심으로 하는 부분적인 회전에 걸쳐 제1 풀리에 인접한 곳으로부터 제2 풀리에 인접한 곳으로 연장되는 것을 특징으로 하는 풀리 어셈블리.

제12절. 제1절 내지 제11절 중 어느 한 절에 있어서, 전이 표면 중 적어도 하나는 회전축을 중심으로 부드러운 일반적으로 나선형인 경로를 따르는 것을 특징으로 하는 풀리 어셈블리.

제13절. 제1절 내지 제12절 중 어느 한 절에 있어서, 제2 풀리 세그먼트들의 세트 및 적어도 하나의 전이 세그먼트 세트에 결합된 액추에이터 시스템을 더 포함하고, 액추에이터 시스템은 맞물린 영역과 분리된 영역 사이에서 제2 풀리 세그먼트들의 세트 및 적어도 하나의 전이 세그먼트 세트를 독립적으로 이동시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 풀리 어셈블리.

제14절. 제13절에 있어서, 액추에이터 시스템은 기전력을 사용하여 맞물린 영역과 분리된 영역 사이에서 적어도 하나의 전이 세그먼트 세트 및 제2 풀리 세그먼트들의 세트를 독립적으로 이동시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 풀리 어셈블리.

제15절. 작업 시스템의 개별 회전 요소들을 이동시키기 위한 액추에이터 시스템에 있어서,

회전축을 중심으로 작업 시스템에 회전 가능하게 고정 가능한 지지 구조물;

지지 구조물에 고정된 적어도 하나의 액추에이터 서브 어셈블리 -

상기 적어도 하나의 액추에이터 서브 어셈블리는:

일시적인 자기장에 의해 슬레드에 생성된 기전력에 응답하여 각각의 전진 위치와 후퇴 위치 사이에서 지지 구조물에 대해 이동 가능한 하나 이상의 슬레드; 및

적어도 하나의 슬레드가 각각의 전진 위치와 각각의 후퇴 위치 사이에서 이동함에 따라 각각의 연장된 위치와 각각의 후퇴 위치 사이에서 이동하기 위해 적어도 하나의 슬레드와 맞물릴 수 있는 적어도 하나의 팔로워 - 팔로워는 작업 시스템의 개별 회전 요소 중 하나 이상에 고정될 수 있음 -;를 포함함 -; 및

적어도 하나의 액추에이터 서브 어셈블리와 접하는 위치에서 작업 시스템에 고정적으로 고정될 수 있는 적어도 하나의 고정자 - 고정자는 일시적인 자기장을 생성하기 위해 선택적으로 에너지를 공급받을 수 있음 -;를 포함하는 것을 특징으로 하는 액추에이터 시스템.

제16절. 제15절에 있어서, 적어도 하나의 액추에이터 서브 어셈블리는 일시적인 자기장에 의해 슬레드에 생성된 기전력을 증가시키기 위해 슬레드에 근접하게 위치된 백킹 플레이트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액추에이터 시스템.

제17절. 제16절에 있어서, 백킹 플레이트는 지지 구조물에 고정되고 대체로 원주 방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 액추에이터 시스템.

제18절. 제17절에 있어서, 백킹 플레이트는 하나 이상의 슬레드를 통과하는 것을 특징으로 하는 액추에이터 시스템.

제19절. 제15절 내지 제18절 중 어느 한 절에 있어서, 지지 구조물는 한 쌍의 가이드를 포함하고, 슬레드가 각각의 전진 위치와 각각의 후퇴 위치 사이에서 이동함에 따라 하나 이상의 슬레드를 안내하기 위해 적어도 하나의 슬레드가 그 사이에 슬라이딩 가능하게 고정되는 것을 특징으로 하는 액추에이터 시스템.

제20절. 제15절 내지 제19절 중 어느 한 절에 있어서, 슬레드는 슬레드 섀시와 슬레드 섀시에 고정된 반응 플레이트를 포함하고, 반응 플레이트는 전기 전도성이면서도 자기적으로 불활성인 재료로 형성되어 슬레드에 발생하는 기전력을 증가시키는 것을 특징으로 하는 액추에이터 시스템.

제21절. 제15절 내지 제20절 중 어느 한 절에 있어서, 지지 구조물는 각각의 전진 및 후퇴 위치에서 적어도 하나의 슬레드의 이동을 저지하기 위한 적어도 하나의 정지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 액추에이터 시스템.

제22절. 제21절에 있어서, 적어도 하나의 슬레드는 각각의 전진 및 후퇴 위치에서 적어도 하나의 슬레드의 이동을 저지하기 위해 정지부에 충돌하기 위한 적어도 하나의 범퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 액추에이터 시스템.

제23절. 제15절 내지 제22절 중 어느 한 절에 있어서, 적어도 하나의 고정자 각각은 고정자 본체 및 일시적인 자기장을 생성하도록 선택적으로 에너지를 공급받을 수 있는 적어도 하나의 권선을 포함하는 것을 특징으로 하는 액추에이터 시스템.

제24절. 제15절 내지 제23절 중 어느 한 절에 있어서, 적어도 하나의 팔로워는 적어도 하나의 슬레드가 각각의 전진 위치와 각각의 후퇴 위치 사이를 이동함에 따라 각각의 연장 위치와 각각의 후퇴 위치 사이에서 팔로워를 이동시키기 위해 적어도 하나의 슬레드의 캠 표면과 맞물릴 수 있는 돌출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 액추에이터 시스템.

제25절. 제15절 내지 제24절 중 어느 한 절에 있어서, 작업 시스템의 개별 회전 요소는 제1절 내지 제14절 중 어느 한 절에서 정의된 바와 같은 제2 풀리 세그먼트들의 세트 및 풀리 어셈블리의 적어도 하나의 전이 세그먼트 세트의 세그먼트인 것을 특징으로 하는 액추에이터 시스템.

실시예가 위에서 설명되었고 첨부된 도면에 도시되었지만, 본 기술분야의 통상의 기술자는 첨부된 청구 범위에 의해 정의된 범위를 벗어나지 않고 변경 및 수정이 이루어질 수 있음을 이해할 것이고, 청구 범위는 명세서 전체와 일치하는 가장 넓은 해석이 주어져야 한다.

Claims

분할된 풀리 변속기의 무한 부재와 맞물리기 위한 풀리 어셈블리에 있어서, 상기 풀리 어셈블리는:
회전축을 중심으로 회전 가능하고 상기 무한 부재와 맞물리기 위한 외주 표면을 갖는 제1 풀리;
상기 제1 풀리를 동심으로 둘러싸도록 구성되고 상기 무한 부재와 맞물리기 위한 외주 표면을 갖는 제2 풀리 - 상기 제2 풀리는 맞물린 영역과 분리된 영역 사이에서 독립적으로 이동 가능한 제2 풀리 세그먼트들의 세트를 포함함 -; 및
상기 제1 풀리와 상기 제2 풀리 사이에서 상기 무한 부재를 전이시키기 위해 상기 맞물린 영역과 상기 분리된 영역 사이에서 독립적으로 이동 가능한 하나 이상의 전이 세그먼트들을 포함하는 적어도 하나의 전이 세그먼트 세트 - 상기 적어도 하나의 전이 세그먼트 세트는 상기 제1 풀리와 상기 제2 풀리 사이에서 상기 무한 부재와 맞물려 전이하기 위한 적어도 하나의 전이 표면을 정의함 -;를 포함하는 것을 특징으로 하는 풀리 어셈블리.
제1항에 있어서,
상기 적어도 하나의 전이 세그먼트 세트는 상기 제1 풀리 및 상기 제2 풀리와 상기 맞물린 영역에 위치할 때 상기 제1 풀리와 상기 제2 풀리 사이에 개재되는 것을 특징으로 하는 풀리 어셈블리.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 적어도 하나의 전이 세그먼트 세트는 상기 무한 부재를 상기 제1 풀리로부터 상기 제2 풀리로 전이하도록 구성된 제1 전이 세그먼트 세트를 포함하고, 상기 적어도 하나의 전이 표면은 상기 제1 전이 세그먼트 세트에 의해 정의된 제1 전이 표면을 포함하는 것을 특징으로 하는 풀리 어셈블리.
제3항에 있어서,
상기 제1 전이 표면은 대체로 상기 제1 풀리의 제1 인접 부분과 정렬되는 선단부를 가지는 것을 특징으로 하는 풀리 어셈블리.
제3항 또는 제4항에 있어서,
상기 제1 전이 표면은 대체로 상기 제2 풀리의 제1 인접 부분과 정렬되는 후미부를 가지는 것을 특징으로 하는 풀리 어셈블리.
제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 전이 세그먼트 세트는 단일의 제1 전이 세그먼트만을 포함하는 것을 특징으로 하는 풀리 어셈블리.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 전이 세그먼트 세트는 상기 무한 부재를 상기 제2 풀리로부터 상기 제1 풀리로 전이하도록 구성된 제2 전이 세그먼트 세트를 포함하고, 상기 적어도 하나의 전이 표면은 상기 제2 전이 세그먼트 세트에 의해 정의된 제2 전이 표면을 포함하는 것을 특징으로 하는 풀리 어셈블리.
제7항에 있어서,
상기 제2 전이 표면은 대체로 상기 제2 풀리의 제2 인접 부분과 정렬되는 선단부를 가지는 것을 특징으로 하는 풀리 어셈블리.
제7항 또는 제8항에 있어서,
상기 제2 전이 표면은 대체로 상기 제1 풀리의 제2 인접 부분과 정렬되는 후미부를 가지는 것을 특징으로 하는 풀리 어셈블리.
제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 전이 세그먼트 세트는 복수의 제2 전이 세그먼트들을 포함하는 것을 특징으로 하는 풀리 어셈블리.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전이 표면들 중 적어도 하나는 상기 회전축을 중심으로 하는 부분적인 회전에 걸쳐 상기 제1 풀리에 인접한 곳으로부터 상기 제2 풀리에 인접한 곳으로 연장되는 것을 특징으로 하는 풀리 어셈블리.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전이 표면들 중 적어도 하나는 상기 회전축을 중심으로 부드러운 대체로 나선형인 경로를 따르는 것을 특징으로 하는 풀리 어셈블리.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 풀리 세그먼트들의 세트 및 상기 적어도 하나의 전이 세그먼트 세트에 결합된 액추에이터 시스템을 더 포함하고, 상기 액추에이터 시스템은 상기 맞물린 영역과 상기 분리된 영역 사이에서 상기 제2 풀리 세그먼트들의 세트 및 상기 적어도 하나의 전이 세그먼트를 독립적으로 이동시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 풀리 어셈블리.
제13항에 있어서,
상기 액추에이터 시스템은 기전력을 사용하여 상기 맞물린 영역과 상기 분리된 영역 사이에서 상기 제2 풀리 세그먼트들의 세트 및 상기 적어도 하나의 전이 세그먼트 세트를 독립적으로 이동시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 풀리 어셈블리.
회전 동작 중에 풀리 어셈블리 위로 무한 부재를 시프팅하는 방법에 있어서,
상기 무한 부재를 상기 풀리 어셈블리의 원점 풀리와 맞물리게 하는 단계;
맞물린 영역에 상기 풀리 어셈블리의 전이 세그먼트 세트를 위치시키는 단계 - 상기 전이 세그먼트 세트는 상기 풀리 어셈블리의 원점 풀리와 목적지 풀리 사이에서 연장됨 -;
상기 무한 부재를 상기 전이 세그먼트 세트와 맞물리게 하도록 상기 풀리 어셈블리를 회전시키는 단계;
회전축을 중심으로 상기 풀리 어셈블리의 부분적인 회전에 걸쳐서, 상기 원점 풀리에 인접한 곳으로부터 상기 목적지 풀리에 인접한 곳으로 상기 무한 부재를 전이시키는 단계;
상기 맞물린 영역에 상기 목적지 풀리를 위치시키는 단계;
상기 무한 부재를 상기 목적지 풀리와 맞물리게 하도록 상기 풀리 어셈블리를 회전시키는 단계;
상기 무한 부재를 상기 원점 풀리로부터 분리하는 단계; 및
상기 무한 부재를 상기 전이 세그먼트 세트로부터 분리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무한 부재를 시프팅하는 방법.
제15항에 있어서,
상기 무한 부재를 전이하는 단계는 상기 회전축을 중심으로 하는 상기 풀리 어셈블리의 부분적인 회전에 대해서만 발생하는 것을 특징으로 하는 무한 부재를 시프팅하는 방법.
제15항 또는 제16항에 있어서,
상기 전이 세그먼트 세트는 상기 원점 풀리에 인접한 곳으로부터 상기 목적지 풀리에 인접한 곳으로 상기 무한 부재를 전이하는 단계 동안 상기 무한 부재에 대한 지지를 제공하는 것을 특징으로 하는 무한 부재를 시프팅하는 방법.
제15항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 목적지 풀리는 상기 원점 풀리를 원주 방향으로 둘러싸는 복수의 세그먼트들을 포함하고, 상기 맞물린 영역에 상기 목적지 풀리를 위치시키는 단계는 상기 풀리 어셈블리의 비접촉 구역에 위치하는 동안 상기 맞물린 영역으로 상기 세그먼트들 각각을 순차적으로 이동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무한 부재를 시프팅하는 방법.
제18항에 있어서,
상기 무한 부재를 상기 전이 세그먼트 세트로부터 분리한 후 상기 맞물린 영역으로부터 상기 전이 세그먼트 세트를 이동시키고, 후속 시프트 이벤트에 대비하여 다른 전이 세그먼트 세트를 상기 맞물린 영역으로 이동시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무한 부재를 시프팅하는 방법.
제15항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 원점 풀리는 상기 목적지 풀리를 원주 방향으로 둘러싸는 복수의 세그먼트들을 포함하고, 상기 풀리 어셈블리를 회전시켜 상기 무한 부재를 상기 전이 세그먼트 세트와 맞물리게 하는 단계는 상기 풀리 어셈블리의 비접촉 구역에 위치하는 동안 상기 맞물린 영역으로부터 상기 세그먼트들 각각을 순차적으로 이동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무한 부재를 시프팅하는 방법.
제20항에 있어서,
상기 풀리 어셈블리의 부분적인 회전 후에 그리고 상기 풀리 어셈블리의 완전한 회전 전에 상기 맞물린 영역으로부터 상기 전이 세그먼트 세트를 이동시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무한 부재를 시프팅하는 방법.
작업 시스템의 개별 회전 요소들을 이동시키기 위한 액추에이터 시스템에 있어서, 상기 액추에이터 시스템은:
회전축을 중심으로 상기 작업 시스템에 회전 가능하게 고정 가능한 지지 구조물;
상기 지지 구조물에 고정된 액추에이터 서브 어셈블리 -
상기 액추에이터 서브 어셈블리는
전진 위치와 후퇴 위치 사이에서 상기 회전축을 중심으로 대체로 원주 방향으로 상기 지지 구조물에 대해 이동 가능한 슬레드 - 일시적인 자기장에 의해 상기 슬레드에 생성된 기전력에 응답하고, 상기 슬레드는 캠 표면을 정의함 -; 및
상기 슬레드가 상기 전진 위치와 상기 후퇴 위치 사이를 이동할 때 연장 위치와 후퇴 위치 사이에서 대체로 축 방향으로 이동하도록 상기 캠 표면과 맞물릴 수 있는 팔로워 - 상기 팔로워는 상기 작업 시스템의 개별 회전 요소들 중 하나 이상에 고정 가능함 -;을 포함함 -; 및
상기 액추에이터 서브 어셈블리와 접하는 위치에서 상기 작업 시스템에 고정적으로 고정 가능한 고정자 - 상기 고정자는 상기 전진 위치와 상기 후퇴 위치 사이에서 상기 슬레드를 이동시키기 위해 상기 일시적인 자기장을 생성하도록 선택적으로 에너지를 공급받을 수 있음 -;를 포함하는 것을 특징으로 하는 액추에이터 시스템.
제22항에 있어서,
상기 액추에이터 서브 어셈블리는 상기 일시적인 자기장에 의해 상기 슬레드 상에 생성된 기전력을 증가시키기 위해 상기 슬레드에 근접하게 위치된 백킹 플레이트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액추에이터 시스템.
제23항에 있어서,
상기 백킹 플레이트는 상기 지지 구조물에 고정되고 대체로 원주 방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 액추에이터 시스템.
제24항에 있어서,
상기 백킹 플레이트는 상기 슬레드를 통과하는 것을 특징으로 하는 액추에이터 시스템.
제22항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 지지 구조물는 한 쌍의 가이드들을 포함하고, 상기 슬레드가 상기 전진 위치와 상기 후퇴 위치 사이에서 이동함에 따라 상기 슬레드를 대체로 원주 방향으로 안내하기 위해 상기 슬레드가 상기 가이드들 사이에서 슬라이딩 가능하게 고정되는 것을 특징으로 하는 액추에이터 시스템.
제22항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 슬레드는 슬레드 섀시 및 상기 슬레드 섀시에 고정된 반응 플레이트를 포함하고, 상기 반응 플레이트는 전기 전도성이면서도 자기적으로 불활성인 재료로 형성되어 상기 슬레드 상에 생성되는 기전력을 증가시키는 것을 특징으로 하는 액추에이터 시스템.
제22항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 지지 구조물는 상기 전진 위치 및 상기 후퇴 위치에서 대체로 원주 방향으로 상기 슬레드의 이동을 저지하기 위한 적어도 하나의 정지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 액추에이터 시스템.
제28항에 있어서,
상기 슬레드는 상기 전진 위치 및 상기 후퇴 위치에서 대체로 원주 방향으로 상기 슬레드의 이동을 저지하기 위해 상기 정지부들에 충돌하기 위한 적어도 하나의 범퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 액추에이터 시스템.
제22항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 고정자는 고정자 본체 및 상기 일시적인 자기장을 생성하도록 선택적으로 에너지를 공급받을 수 있는 적어도 하나의 권선을 포함하는 것을 특징으로 하는 액추에이터 시스템.
제22항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 팔로워는 상기 슬레드가 상기 전진 위치와 상기 후퇴 위치 사이에서 이동함에 따라 상기 팔로워를 상기 연장 위치와 상기 후퇴 위치 사이에서 이동시키기 위해 상기 캠 표면과 맞물릴 수 있는 돌출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 액추에이터 시스템.
제22항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 작업 시스템의 개별 회전 요소들은 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에서 정의된 바와 같은 풀리 어셈블리의 제2 풀리 세그먼트들의 세트 및 적어도 하나의 전이 세그먼트 세트의 세그먼트들인 것을 특징으로 하는 액추에이터 시스템.
작업 시스템의 개별 회전 요소를 이동시키는 방법에 있어서,
고정자에 에너지를 공급하여 일시적인 자기장을 생성하는 단계;
상기 일시적인 자기장에 의해 유도되는 기전력을 이용하여 후퇴 위치와 전진 위치 사이에서 슬레드를 이동시키는 단계;
팔로워를 연장 위치와 후퇴 위치 사이에서 이동하도록 상기 팔로워를 상기 슬레드의 캠 표면과 맞물리게 하는 단계; 및
상기 개별 요소를 상기 팔로워와 함께 이동하도록 상기 작업 시스템의 개별 회전 요소에 상기 팔로워를 고정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 작업 시스템의 개별 회전 요소를 이동시키는 방법.
제33항에 있어서,
상기 고정자는 상기 작업 시스템에 고정되고, 상기 슬레드와 상기 팔로워는 상기 작업 시스템 내에 회전 가능하게 고정되고, 상기 고정자에 에너지를 공급하는 단계는 상기 슬레드가 상기 고정자에 근접하여 회전함에 따라 상기 고정자에 선택적으로 에너지를 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 작업 시스템의 개별 회전 요소를 이동시키는 방법.
제33항 또는 제34항에 있어서,
상기 슬레드는 상기 후퇴 위치와 상기 전진 위치 사이에서 대체로 원주 방향으로 이동하고, 상기 팔로워는 상기 연장 위치와 상기 후퇴 위치 사이에서 축 방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는 작업 시스템의 개별 회전 요소를 이동시키는 방법.
제33항 내지 제35항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 슬레드에 인접한 백킹 플레이트를 사용하여 상기 기전력을 증가시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 작업 시스템의 개별 회전 요소를 이동시키는 방법.
하우징;
상기 하우징 내에 고정된 제1 회전 가능한 부재;
상기 제1 회전 가능한 부재에 결합된, 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에서 정의된 바와 같은 풀리 어셈블리;
상기 풀리 어셈블리에 연결되고 상기 풀리 어셈블리의 적어도 하나의 세그먼트를 이동시키도록 구성된, 제22항 내지 제31항 중 어느 한 항에서 정의된 바와 같은 액추에이터 시스템;
상기 케이싱 내에 고정되고 상기 제1 회전 가능한 부재로부터 이격된 제2 회전 가능한 부재; 및
상기 제1 회전 가능한 부재 및 상기 제2 회전 가능한 부재를 결합하고 상기 제1 회전 가능한 부재와 상기 제2 회전 가능한 부재 사이로 연장되는 무한 부재;를 포함하는 분할된 풀리 변속기.
제37항에 있어서,
상기 하우징은 대체로 폐쇄된 케이싱 및 대체로 개방된 지지 구조물 중 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 분할된 풀리 변속기.